Қашықтықтан басқару технологиясы
Кіріспе
8 каналды электр жүйесін қашықтықтан басқару. Осы дипломдық жұмысты орындау кезінде жасаушы құралдардың жаңашыл тәсілі Android және iOS ОЖ платформасына тағайыдалған, Java обьектіге бағытталған программалау тілі қолданыла қосымша C++ тілінде Arduino аппаратық құралына интегралдалынған және мобильді құрылғылардың Android SDK және iOS ipa құралы қосымша қолданылды. Микроконтроллер Arduino қашықтықтан басқару үшін сервер арқылы жұмыс жасауға бет бұрдық.
Қазіргі кезде көптеген тез және тиімді микроконтроллер жүйелерді құрастыру және басқару технологиялары бар [1].
Әрбір нақты жағдайда кәсіпорынға немесе басқа мекемеде микроконтроллермен жаңа жүйе құрастырғанда, оның барлық ресурстарын, жүйе құрастыруына қанша уақыт кететінің және ғылыми-зерттеуде ең кем деген де төмен кететін инвестицияны есептеу керек [2].
Ереже бойынша бір базалы организацияда бүкіл шарттарына сәйкес микроконтроллер жүйесімен барлық жұмыстар іске асырыла бермейді. Осының ең негізгі факторы боп жоғарғы оқу орындарында қазіргі заманғы техникалық базамен, тез өзгеріп жатқан технологиялармен лабораториялық жұмыстар өткізетін орындар аса кең таралмаған [2].
Көбінесе бұл проблемалар лабораториялық жұмыстар компьютерде өткізілуімен шешіледі. Дегенменде жастүлектерден микроконтроллер техника жағынан практикалық тәжірибені көп талап етеді, теорилық білімге қарағанда. Аз қаржылы бөлінетін оқу орындарында лабораториялық жұмысқа бөлінетін қаржы ең өткір мәселе болып табылады. Әсіресе қазір бұндай техникалық тынымдар лабораториялық комплекс жүзінде арзанға табу өте қиын. Ғылыми базаға ие бола тұра студенттер өздері жоғарғы тіл бағдарламасымен осындай комплекстің программалауын белсендіре алу керек. Аппаратты қамсыздандыру құрылымды радиотехникалық негізінде бұл сұрақ ешкашан жабылмайды. Неге десеніз уақыт өте келе ардайым программа жанартылып отырады, ішіндегі жүйе де тиімді жаққа қарай өзгертіліп отырады [3].
Осындай ұқсас жағдай өндірістік кәсіпорында да болуы мүмкін. Осының бәрін тындыру үшін инженер - игеруші қашанда болсын терең мамандандыруында жәнекәсіби өренің аумақтауында ізденуде болады. Сондықтан жоғары білікті маман бола алатын адам сол болады, егер ол бір орнында тұрмай, әркашан ізденуде болса. Инженер адамның өмірінде іздену, жаңа игерушілік тану негізгі бір бөлігі болып табылады. Инженер жаңа зерттеу жасайын деп жатқанда ол өзінің бүкіл максимум білімін пайдаланып, тиімділігін арттыруға тырысады [4].
Қазіргі элементтік база электронды конструктор рөлі ретінде инженерге бірталай мүмкіндіктер арттыруына көмек береді [4].
Микроконтроллер технологиялық процесін басқару жүйесін жобалағанда маңызды қадам боп бұрынғыдай үлгілеу табылады. Осында модульдік технологиясын қолдану арқылы уақытты және материалдық шығындарды айтарлықтай үнемдеуге болады. Оқу орындарында модульдік база технологиясымен лабораториялық стенттер мол мүмкіндіктерге ие[4].
Атап айтқанда жаңа бір өнім немесе бар өнімге модернизация шығарар алдында, оның басты бір мәселесі сенімді интерфейс базасымен, алдында модернизацияланган интерфейстерге қарағанда одан әрі тиімдірек, сенімдірек нано технология қолданылып шыгарылу керек. Инженер - игеруші жаңа өнім шығара отырып, ол алдынғы өнімдерімен ешқашан қоштаспайды. Қашанда болсын шығарған өнімдеріне зерттеу жасап, функцияларын кенейтіп отырады [4].
Бәсекелестік күшейген ағымдағы ортада өз позициясын ұстау қиындыққа соғады. Позицияны ұстау негізі осылардан әсер етеді: өнімнің жоғары сапалы, ұйым дамыту қызметі, техникалық қолдау және құзыретті маркетинг. Жаңа бір қырылым шырар алдында оның бастапқы функционалдық схемасы сызылады. Негізгі компоненттері түйініңе , әдетте сигнал көздері, сигнал түрлендіргіштер мен деректер, атқарушы қырылғылар, информацияны көрсететін құрылғылар және қоректену көздері. Көбінесе бұндай түйін құрылғылардың бірнеше реализация жолдары болады. Ең тиімді жолды тандау инженер - игерушінің жұмысы болып табылады [4].
Мысалға бір макет жинар алдында бірнеше мәселелері туындайды: микросхема плата салатын бірде-бір жарамды корпус табылмайды, монтаждау бөлім шамадан тыс жүктелген, және сіздің тапсырысыңыз белгісіз мерзімге созылады [5].
Көптеген электрондық компоненттері бірдей құрылғы болып табылады және жеке модульдер оқшауланған болуы мүмкін және олардың кіріс, шығыс тесіктері бәрдей болып келеді. Бір-бірімен жақсы жұмыс жасауы ғажап емес. Модульдік технологияның ең бір қиын жері ол қағаз бетіне структуралық схемасын қағаз бетіне салу. Қағаз бетіне салғанымен оның бүкіл өзгешеліктерін өнімнің жұмысымен байланысын есептеу мүмкін емес. Осы өзгешеліктерді дұрыстап, серейный производствомен шығару шығарылатын құрылғыға қарағанда әлде қайда қымбатқа түседі [5].
Осындай керек емес шығындардан алшақ болу үшін бір серейный макет жасайды. Сонда бүкіл макет құрылғысын жинайды, оған кіретін программа қамтамасыз ету, элементтік базаны анықтау, жылу режимдерін тексеру және т.б. Осы ашық модульдық технологияның тамаша жері макетті конфигурацияларын оперативті жүйеде үйлесімді шешім тауып өзгертуге болады [5].
Ашық модульдық технология көрнекілікті қамсыздандырады және жүйесінің құрылымын оңай өзгертуге береді. Әдетте, барынша модуль компоненттеріне электр параметрлері мен максималды өнімділікті модульдар орнатылады, үлкен шығынды болып келеді. Бірақ пайдалану икемділігін жоғарлатады. Осылайша, мысалы, дизайнер кадрлық байланысты монтаждау жұмыстарына жұмсалған шығындар, монтаждау жұмыстарына жұмсалған уақыт қысқарту негізінде ақталады және жаңа өнім шығарар уакытын қысқартқанда. Нақты компания шығаратын нақты өнімдер анықталады Developer, қажетті модульдер жиынтығы[5].
Инженер - игерушіге қажетті модульдер өнім ерекшеліктері нақты кәсіпорын мекемесімен аңықталады. Бүгін модульдік технологиялар процестерді басқару жүйелері, қымбат өнеркәсіптік контроллерлерінде қолданылады.
Технологиялық модульдер осыларды қамтиды:
Электр құрылғылар:
- орта биліктің бір арна көздері - сызықтық, импульстік;
- сызықтык кернеу стабилизаторы;
- қуатты басқару желісі.
Орындайтын құрылғылардың драйверлері:
- айнымалы тоқтың электрондық кілті;
- электромагниттық реле;
- айнымалы тоқтағы винтельді двигательдің драйвері.
Деректералмасуқұрылғысы:
- интерфейс түрлендіргіштері
UART - USB, UART - RS-232,
UART - RS-485, SPI - CAN 1.0(2.0),
UART - LIN 1.3;
- АМ-сигналыныңрадиотаратқышмодулі.
Датчиктердің жан-күйі және сигналдық түрлендіргіштер:
ЭҚК термопарасының күшейткіш сигналы;
сирету датчигі;
тоқ бойынша ылғалдылық датчигі;
температура және ылғалдылық датчигі;
бұрыштық позиция датчигі.
Microchip микроконтроль базасында ондау модулі.
Интерфейс модуль дисплейі және пернетақта микроконтроллерімен.
Программаторлар және микроконтроллердің отладчиктері.
Коммутацияқұрылғылары.
Корпустықөнім.
Электрондық модуль,модульдік технологиясын қалыптастыру функционалды қалғысына қарай жобалау процесінде қолданыла бермейді, ол серийный өнім шығаруға және зертханалық стендтер жасау үшін негіз ретінде қызмет етеді.Модульдамытутізбегі былайша: мұндай автономиялық тізбектің экономикалық тиімділігін талдайды, баспа бөлімі дамиды, элементтік базасы тандалады, функционалдық құрамы модулі көрсетіледі, модуль өндірісте іске қосылады. Жобалау кезінде басқа модульдерге қосылатын каналдар үйлесімділігі, компоненттердің қолжетімділігі, қол жеткенше стандартты, констративті модульдер қолданылымдары ескеріліп отырады. Қосқыш түрлерін таңдау кезінде көбінесе оңай разъемдыкілт қосқышына немесе бұранда түйреуіш негіздеуге тырысады. Басу платасы таңдалған элементтер технологиялық талаптарына сәйкестендіріледі. Сымды монтаждау кезінде макетті платаға сәйкестендіру әрқашан мүмкін бола бермейді. Сонымен қатар, ол үлгіге Орнату нұсқаулығы қиын шағын элементтерін қолдануды түзетуге қиынға түседі. Бір отбасы элементтерін бірыңғай қорытынды бір модульдің сол басқа осы отбасы модулімен ауыстырганда, баспа платасының коррекциясын өзгерту керек емес. Мысалға Microchip фирмасынын PIC16F87х микроконтроллер отбасындағы модульдерді PIC18Fххх отбасынның модульдерімен ауыстыр салуга болады, жұмыс өзгешелігі бұдан байқалмайды [7].
Қазіргі элементтік база қарқынды эвалюция кесірінен осындай жағдайларға шектігіседі. Фирма өндіруші шығарып жатқан өнімін бір элементтің алып тастайды немесе ауыстыруы,не одан бағасын көтеруі мүмкін. Өнім өндіріп жатқан адамға бір детальдарды ауыстыру әрқашан риза бола бермейді. Себебі элеметтен ауыстырғанда, баспа платасын өндеуге шоқтығысады [8].
Модульдік орындауы кейбір ерекше тораптар, мысалға, микропроцессордың ядросы, байланыс линияның драйвері немесе атқарушы құрылғылар ұқсас проблемалар шешуге мүмкіндік береді. Күрделі құрылғының болмашы бөлігінің түзетілімімен ғана. Осы тәсілдің кемшілігі контакт байланысының саны өсуі, қатаң пайдаланылған кезінде сенімділігін көрсететін құрылғы [9].
Аналогты сигнал түрлендіргішіне және жекеленген модуль тораптарындағы бөлу кезінде және сыни ұзындығына өткізгіштерде, трассировке баспа платасында абайлап әрекет етуге тура келеді. Практикада макет сериялық өндіріс базасында қалыптасқан құрылғылар электронды конструкторда жиналып іске қосылады. Бұл шектелген көлемде іске қосу негізді болған шағын модуль саны құрамында. Ірі сериялық партияларында, жекелеген модульдерді монтаждау артық құнға шыгады. Бұл жағдайда, құрылғы қойылатын талаптарды ескере отырып, конструкциясы мен құрамына электроникаға оптимизицияланады. Бүгінгі күнгі шығарылатын серийно электрондық модульдер орта және жоғарғы буын жабдықталады немесе техникалық қолдау семинарлар тақырыптарында жүзеге асырылады. Ақырғы уақытта Microchip микроконтроллерінің оқу орындарында қалай игергенің атап өту тәжірибесін, басынызды төмен түсірмей айтуға болады [10].
Қорытындылай келе, модульдік технология жүйелі түрде енгізу, бірқатар оң сәттерін айта кететін болсақ:
Тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарды жүргізу кезеңінде уақыттық және материалдық шығындардың қысқаруы;
тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарды жүргізу кезеңінде уақыттық және материалдық шығындардың қысқаруы;
- функционалды - аяқталған бірлік деңгейінде қайта конфигурирования жүйесінің икемділігі;
монтаждау және қайта монтаждау модульдер жүйесінің қарапайымдылығы;
ашық модульдік технология пайдалану кезінде, схемотехникалық шешім оңай оңтайландырылады.
1 Жүйенің ағымдағы жай-күйі
1.1 Smart home жүйелері
Соңғы 20-30 жыл ішінде техниканың жедел дамуы себебінен автоматтандырылған қондырғылар адам өміріне терең енді. Жүйеледің қолдану ортасына, үйлер, цехтар немесе заводтар болсын, бұл жүйелерді қолдану мақсаты қолданыстағы шығындарды азайту, қажет мәліметтермен қамтамасыз ету және қауіпсіздікті қамтамасыз ету болып табылады. Бұл жүйелер адам өміріне ұялы телефон мен Интернет желісінің пайда болуы секілді зор өзгерістер енгізу мүмкін. Автоматтау жүйелерінің мүмкіншіліктерінің қаншалықты дамығаның білу үшін соңғы жылдардағы технологиялық ашылуларды түсіну қажет. Технологиялық жетістіктердің даму қарқының түсіну үшін өткен жетістіктерді бақылау қажет [11].
Мэйнфрэйм дәуірінің аяқталуынан кейін миникомпьютерлер, жеке ЭВМ құрылғылары дамыды. Бір желіге біріктірілген құрылғылардың дамуы адам өмірінде кең қолдау тапты. Ұқсас жағдай автоматтау жүйелерінде де болды, соңғы кезде жүйелер децентрленген, яғни, бір ортақ басқару жүйесі жоқ технологиялар дамыды [11].
Бірақ технологиялық даму жолында көптеген қиындықтар болды. Жүйелердің автономды болуымен қатар, әр бір жүйе өзінің қосылу протоколын қолданды. Сондықтан әр түрлі компаниялар шығарған жүйелерді өзара қосу мүмкіндігі жоқ болды. Бұл қиындықтарды шешу үшін қымбат тұратын техникалық шешімдер мен ортақ программалық әдісті қолдану қажет болды. Ақылды үй түсінігі алғаш рет АКШ-та қолданылды. Ең алғаш үйлерді Ақылды электроникалармен қамтамасыз еткен. Ал қазіргі кезде кондиционер, қысқа толқынды пештер, теледидарлар адам өміріне терең еніп, кең қолданыс тапқан. Саналы үй түсінігі алғаш рет 1970-жылдары Вашингтондағы Интеллектуалды құрылыс институтында қолданылды. Анықтамасы: жұмыс орнын тиімді әрі үнемді қолданатын ғимарат. Алғаш комплексті шешім ретінде "Intellegense Building" термині пайда болды. Оның мақсаты кабельдерді орталықтандырып, бір жүйеге келтіру болып табылады. Бұл жүйенің арқасында бір кабельмен АТС жүйелері, компьтерлік желілер және қорғаныс жүйелері жұмыс істей алды. Кейіннен жүйе қарқынды даму нәтижесінде Ақылды үй концепциясы пайда болды. Ол жүйенің мысалы төменде көрсетілген (1.1 сурет) [11]. Ақылды үй - үйдің ішінде немесе сыртында орналасқан және үйдегі барлық инженерлік жүйелерді басқаруға арналған электроника комплексі.
Ақылды үй ең маңызды аксиома бақылау жүйесі және оның инженерлік кіші модульдік принципі бойынша салынады [12].
1.1 сурет. Smart home
Бұл әрбір ішкі жүйесі оның жұмысы күйін келтіру және қолдау, орталық бақылау жабдықтарды ажырату мүмкін екенін, өз бетінше жұмыс істеуге қабілетті болуы тиіс екенін білдіреді (1.2 сурет). Ақылды үй бірқатар артықшылықтары бар: жайлылық пен қауіпсіздікті арттыру, электр 10-18%-ға дейін үнемдеуге ақылды үй принципі, содан кейін осы сигналдар атқару жүйесі арқылы беріледі, пәрмен құрылғылардан сигналдарды қабылдайтын орталық компьютерге болып табылады. Бірнеше құрылғыларды басқару қарапайым автоматтандыру жүйесі болып табылады. Бірінші міндет 1978 жылы тұрмыстық электр сымдар үшін техника бақылауға технологиясын әзірледі компанияны X10 АҚШ және Leviton, шешім қабылданды ақылды үй құру болып табылады. Бірақ бұл технология 60 Гц кернеуі 110В және жиілігі үшін әзірленген, сондықтан Ресейде таралған бола бермейді [13]. Алайда, X10 бүгін электр жарықтандыру құрылғыларын басқару үшін құрылған, сондай-ақ ескірген болып саналады және тек алты команда қуат басқару қолдайды. Интеллектуалды үйлер жасау үшін жеткіліксіз. Дыбыс және бейне, арналарды ауыстыру, дыбыс деңгейін өзгерту, кері айналдыру және ойнатуды басқару элементтері үшін командалардың кем дегенде талап етуге және әлі күнге дейін жүйе HVAC (ауаны жылыту, желдету) басқару қажет. Түрлі компаниялардың осы мәселеге шешімдерді іздеуге, жаңа деректер хаттамаларды әзірлеуге тырысты[14]. Автоматтандырылған басқару құрылғыларын қолдану арқасында өмір сүру жағдайына жаңаша көзқараспен қарауға мүмкіндік береді.
1.2 сурет - Smart home негізгі жүйелері
Саналы үй жүйесі дегеніміз кез-келген жағдайға байланысты өзгеріп, сол жағдайға байланысты белгіленген алгоритмдер бойынша, адамның араласуынсыз автоматты түрде шешім қабылдайтын жүйе. Оның құрамына көптеген жүйелер кіреді. Біреуі жарықты басқарады, екіншісі климатты бір қалыпты ұстайды, үшіншісі үйді қорғайды т.с.с. Бұл құрылғылардың басқарылуы бір біріне бөгет жасамай, келісілген болу керек. Саналы үйдің басты ерекшелігі адам мен басқару құрылғыларының арасындағы байланыс барьерін жою. Сіз қалаған режимді тек бір пернені басу арқылы таңдай аласыз. Ал Саналы үй сыртқы және ішкі факторларға байланысты жұмыс істейді. Мұңдай жағдайда көптеген теле-аудио жүйелерінің пульттарын, ондаған шамдардың өшіргіштері, желдету және жылыту құрылғыларының бірнеше басқару Басты Ақылды жүйелер Инженерлік Ресурстар Электр энергия Газ Су Микроклимат Жылыту Желдету Суыту Жарықтандыру Мультимедия Үй кинотеатры Мультирум Медиа сервер Коммуникация Локальді желілер Телефон Қорғаныс жүйесі Дабыл қағу Күзет блоктарын қолдану қажеттігі жойылады. Оның орнына сіз тек бір сценарийді қолданасыз, ал Саналы үй жүйесі белгіленген алгоритмдер бойынша басқарады [15].
Интеллектуалды ғимарат термині - қоршаған ортадағы жағдайды жүйенің түсіне білуі мен жағдайға байланысты белгілі бір әрекет жасауды білдіреді. Әрине, жағдайды анықтай алу қабілеті әр түрлі болады.
Интеллектуалды ғимарат концепциясы келесі жағдайлардан тұрады. Интеграцияланған басқару жүйесі - жарық, жылыту, желдету, су және қорғаныс жүйелерінің комплексті жұмыс істеуін қамтамасыз ету [16].
Қызмет көрсететін адамдардың қажеттігі жойылады. Оның орнына интеллектуалды жүйе басқарады. Жүйенің интеллекті осы жерден танылады, ол төтенше жағдайлар кезінде өздігінен шешім қабылдай алады [17].
Төтенше өшіру механизмін жүйеге асыру, кез келген жағдайда адам өзі басқару мүмкіндігіне ие болу керек. Бүл жерде пайданулышы интерфейсінің барынша түсінікті болуы қажет. Жалпы басқару жүйесінің істен шығу жағдайында, әрбір бөлек жүйелердің жұмыс істеуін қамтамасыз ету [18].
Интеллектуалды жүйенің көптеген артықшылықтары бар. Жүйе қолданушыға әр түрлі функцияларды жүктеуге мүмкіншілік береді. Мұның себебі барлық жүйелер дәйекті әрі бірге жұмыс істеу мүмкіндігін береді.
Осыған байланысты көптеген әрекеттерге қол жеткізуге болады:
қорғаныс жүйелерін бақылау;
барлық жүйелерді бақылау және төтенше жағдайда жәрдем әрекет ету.
Бұл жерде әрекет тез әрі комплексті болады, яғни болған жағдайға
байланысты барлық жүйелер жауап қайтарады.
Ғимаратты қашықтан басқару мүмкіндігі.
1.3 сурет. Smart home жүйесі
Бір тетікті басу арқылы бос үйді жайлы үйге айналдыруға болады. Барлық жүйелер іске қосылып, үйде жайлы температура орнайды, перделер ашылады. Шаршар теледидар немеме үй кинотеатр жүйесінің алдында демалғыңыз келеді ме? Панельдегі немесе ұялы телефондағы пернені бассаңыз, терезелер жабылып, шамдар жарты жарығына дейін сөнеді, проектор қосылады. Сенсорлы панельдердер үйдің барлық жүйелерін басқаруға болады. Жоғарыда көрсетілген суретте үйді басқаруға арналған ANDROID жүйелерінде істейтін бағдарламаның интерфейсі көрсетілген (4.1 сурет) [19].
Шамдар автоматты түрде уақытқа және жарыққа байланысты қосыла алады. Бұл жайлылық үшін ғана есем, сонымен қатар қорғаныс мақсатымен жасалынған. Жүйе әрдайым әр бөлмедегі температураны өлшей отырып, оны белгіленген, қалыпты жағдайда ұстап тұрады. Кондиционер немесе жылыту жүйесінің жұмысын бақылайды және ылғалдылықты қалыпты жағдайда ұстау үшін желдеткішті басқарады. Күнделікті пешті және шамдарды басқару арқылы көптеген шығындарды азайтады. Ол үшін алдын ала белгіленген режимдер бойынша жұмыс істейді, сіз тек бір рет әр бөлменің температурасын сенсорлы панельден немесе ұялы телефон арқылы белгілейсіз, кейін ол режимдерді өзіңіз таңдай аласыз немесе ол автоматты түрде уақытқа немесе басқа да факторларға байланысты ауысып отырады.
1.4 сурет. Шамдарды және температураны автоматты түрде басқару
Терезелер ашылған кезде пеш немесе кондиционер автоматты түрде өшіріледі. Терезеде орналасқан ашылу датчигі ол туралы жүйегехабарлайды. Фотодиодтардың көмегімен үй күннің сәулесін қадағалайды, осының арқасында ол бөлме ішіндегі жарықты сақтай отырып, күн сәулесінің тікелей түспеуін қамтамасыз етеді (4.2 сурет). Төтенше жағдайларда (мысалы, су ағыны) жүйе тек сіз хабарлап қана қоймай, сонымен қатар өзі де әрекет етеді. Мысалға, суды жабады. Сонымен қатар сіз үйді қашықтан да бақылай аласыз. Arduino Ethernet Shild модулінің көмегімен Ақылды үй жүйесі интернет желісіне қосылып, кез келген жерден басқарыла алады [20].
1.1.1 Өндірісті қашықтықтан басқару (автомотизация)
Бүгінгі таңда қолданысқа қашықтан жұмыс түсінігі енді. Заманауи технологиялардың арқасында кейбір мамандық өкілдері тапсырыс берушіні оңай табу мүмкіндіктеріне ие бола бастады, нақтырақ айтсақ Ғаламтор желісі арқылы басқа мемлекетке өзінің жұмыс тапсырмаларын жіберіп жұмыс істейтіндер бар [21].
Дегенмен ең күрделі технологиялық процестер жүзеге асатын, - мысалы мұнай платформаларында кәсіпорынның бүкіл штатықашықтан жұмыс істеуі мүмкін бе, әлде жоқ па? Еңбекті ұйымдастырудың мұндай принципі қандай мүмкіндіктер береді. Көз алдыңызға елестетіңіз: солтүстікте - теңіз, мұнай платформасында - мұз, жалпы жұмыс процесі толық қадамда орындалып келеді. Басқа қызметкерлерді қоспағанда мұнда адамдар жоқ. Ал қалғандары жалпы құрылғылардың жұмысын жасыл паркте орналасқан жанға жайлы ғимаратта отырып алып, керемет алыстан бақылап отырады. Кейбір қызметкерлерді есептемегенде мұнда басқа қызметкерлер жоқ. Олар бір-бірімен бейне байланыс арқылы тілдесіп, платформада қосылған бүкіл құрылғылар көрсеткішін бақылайды [22].
Платформадағы маманнан кез-келген секундта процесстің қай нүктесі және не себектен бұзылғандығы жайлы ақпарат алынуы мүмкін. Осындай оперативті түрде келіп түсетін мәліметтердің арқасында технологиясы, ұйымдастырылуы, сату... кез-келген сұрақ бойынша шешімдер шығарылады. Ия бұл да мүмкін! Бүгінде технология жаңа деңгейге көтерілді, ол нақтылы уақыт режимінде бірнеше мыңдаған шақырым қашықта өндірісті басқара алуға мүмкіндік бар [23].
Яғни мұнда тек директорлар кеңесінің жұмысы ғана емес, сонымен қатар қашықтан, бірақ штаттағы қызметкерлердің: оның ішінде инженерлердің, техникалық қызмет көһрсету, басқару, сату бөлімі және басқа да мамандардың біріккен және ұйымдасқан жұмысына қатысты [25].
Еңбектің мұндай ұйымдасқан түрі әсересе қызметкерлері тұрақты жұмыс істейтін кәсіпорындарда үлкен пайда әкелуі ықтимал. Өндіріс қауіпсіздігі мен пайдасын қамтамасыз ету бәрінен, әсіресе біздің тапсырыс берушілер жұмыс істейтін жағдайларда қиынға соқтырады. `4 D' шарттар келесідей жіктеледі: бірыңғай (Dull), қашықтан (Distance), ластанған (Dirty) және қпуіпті (Dangerous). Мұндай жұмысқа келісетіндер кемде-кем, ал жоғары еңбекақы мен кәсіби мамандар жетіспеушілігі одан да үлкен қиындық туғызады [26].
Денсаулыққа зияны бар қауіпті және ластанған өндіріс болады. Кейде өндіріс объектілері жоғарғы кәсіби маманданған қызметкерлерді тартуға қолайсыз аудандарда орналасады [27].
Оның үстіне қазір мұндай мамандар жоқтың қасы: жасы келгендер кетеді, ал жастарын тәрбиелеу қиын. Олардың қызметі осындай объектілерде көптеп кездеседі. Hays рекрутингті компаниясының 2013 жылғы зерттеулері бойынша орыс мұнайшыларының орташа жалақысы 150 мың рубльді құрады [28].
Ал егер осындай қызметкерлердің жүздегені керек болса ше? Мұның шешімі эксплуатационды тиімділігін арттыру арқылы табылады, яғни өндірушілер жаңа моделге - интегрирленген өндіріске қатынайды. Бұл жолға жетудің әртүрлілігіне қарамастан, ол келесідей кілттік компоненттермен сипатталады: қызметкерлерге қолайлы еңбек жағдайын ұсыну, оның ішінде қолайлы территориялық жағындығы, қауіпсіздігі, қолайлы климатта болуы. Сонымен қатар келісім құралдары, яғни бейнеконференциялар, нақтылы уақыт режимінде өндіріс процестері мен құрылғылар жағдайына ақпарат алуға деген қолдетімділік, шешімдер шығарудың оңтайландырылған процесімен сипатталады [29].
Интегрирленген өндірісте нақытылы уақыт режимінде маңызды ақпарат алу мүмкіндігі маңызды рөл атқарады [30].
Кілттік технологиялар дамытудың инновационды үлессі тепе-тең: әлемдегі алғашқы сандық қорғаныс жүйесі, сымсыз шешімдердің ең тиімдісі, дала жағдайында деректер жіберудің қашықтан және энергия үнемдеу жүйелері, шешімдер шығаруға ақпараттар жеткізетін кәсіпорынның техпроцесстерін толық масштабты бақылауға арналған автоматизация құралдары [31].
ІР компанияға кіретін барлық кәсіпорындар инженерлік қолдау көрсетіп, ол әлемнің қай түкпірінде болса да ақырындап қабылдау үшін өздерінің орталықтарына қатынай алады. Орталық қызметкерлері өндіріс сұрақтары бойынша қашықтан кеңес бере алады, авариялық сигналдар мен қондырғының бұзылу себептерін анықтайды [32].
Қашықтан тексеру және оны әлемнің әр түкпірінде жұмыс істейтін мамандарға далалық қондырғылардан ақпарат тарату мүмкіндіктері, оның ішінде автоматизация құралдары, қондырғыны айналдыратын реттегіш қалпақшаллар, әлемнің кез-келген нүктесінде орын алған жағдайды түзеуге көмектесіп, жалпы компнанияның пайдасына оң әсер етеді. Қашықтан басқару кезінде ереже бойынша далалық қондырғылармен байланыс екі сызық бойымен өтеді. Кейде орналасқан аймағына байланысты спутниктен бұл екі бөлек опто-талшықты сызықтар - құрылғыны орнату орнына қосылған әр түрлі екі маршрут арқылы жүргізіледі. Штаттық жағдайда ұйымдасқан қашықтан басқ3ару, ал штаттан тыс жағдайда сол орында басқару орындалады. Қондырғыны тексеру есебінен және процесстің бөліктерін талдау критикалық жағдайдың туындау ықтималдығын азайтады. Сонымен қатар олардың автоматты авариялық істен шығуын алдын алуға септігін тигізеді [33].
1.2 Қашықтықтан басқару технологиясы
1.2.1 Сымды CAN протоколы
Жүйелік интеграторлар және өңдеушілер, технологиялық процесстер автоматтандыру үшін жүйелердің жобалаумен шұғылданатын, Бір өнеркәсіптік торлық шиналардан мүддеге көшкін түріндегі жарылысқа бақылай алмайды -- CAN (Controller Area Network) [34].
Бұл процесс шет елдерде және Ресейде жақсы дамып жатыр. 1998 жылы қайталама болды, Микро схемалардың барлық бастаушы дүниелік өндірушілер CAN технологияны қолдау осылай немесе әйтпесе бастаған кезде [35].
CAN-протоколы Robert Bosch GmbH фирмасымен жасалған автомобилдік электроникада қолдануы үшін, бөгеуілге үлкен шыдамдылықпен айырмашылығы болып жатыр, Сенімділікпен және келесі мүмкіндіктермен ие болып жатыр:
кескінді иілгіштік;
уақыт бойынша синхронизациямен барлық түйіндермен қатынастардың алуы;
шинаға рұқсаттың қиратпайтын төрелігі;
мультимастер тәртібі;
қателердің табылуы және қателерге туралы сигналдардың берілуі;
шинаға қайтадан рұқсатта мүмкіндікте алуда үзілген қатынастардың ав томатты берілу;
ақау түйіндерден сөндіруден мүмкіндікпен түйіндермен кездейсоқ қателермен және тұрақты ақауларменарасында айырмашылық;
1км дейін қашықтықта бұралмалы қос бойынша жұмыс істеп жатыр.
Табиғи барлық бұл сапалар тіптісі тартымды өндірістік қосымшаларда қолдануы үшін CAN- хаттама істеп жатыр,болған ол микросхемалардың қасында фирма-өндірушілердің сүйеп жатыр, шығаратын CAN-хаттаманың талаптарыаппаратты іске асырумен қымбат емес құрылымды және кең температуралық диапазонна жұмыс істеп жатыр[36].
CAN-протоколы келесі деңгейлерге топталады:
объектінің деңгей қатынастардың фильтрлеуін қамтамасыз етеді және қатынастардың және күйлердіңөңдеуді;
Көлік деңгей өзі CAN-Хаттаманың өзегі ұсынып жатыр. Ол синхронизацияның артына жауап беріпжатыр, шинаға төрелік, рұқсат, қателерге фреймдерге, анықтауға және берілуге жіберулердің ажыратуы жәнеақаулықтардың минимизациялауды;
Дәл физикалық деңгей анықтап жатыр берілулері сигналдар, олардың электр деңгейлері және жылдамдығы жұғысады..
Неге CAN-ды таңдайды? Барлық-мұндай неліктен өнеркәсіптік автоматтандырулар құралдардың фирма-өндірушілердің барлық үлкен санмен CAN сүйеп жатыр (мысалы, Германияда, Үш әйгілі өнеркәсіптік желі отаны: Profibus, Interbus-S және CAN, -- соңғысы бірінші орынға шықты), Жаттығу барлық көлік құрауылармен және әскери техникада белсенді қолдану бастап жатыр? Негізгі алғышарттар үшін бұл келесі [37].
Өсімтал стандарт. CAN енді көп 10 жыл бойы хаттама барлық әлемге белсенді қолданып жатыр. Ол өзінің сапалылықты және сенімділікті көрсетті. Нарықта қазір әр түрлі САN-бұйымдардың мыңылар көрсеткен. CAN-желілерді тез және оңай жобалау мүмкіндік беретін аспапты құралдардың дамыған CAN жүйемен сүйеп жатыр [38].
Хаттаманың аппаратты қолдауы. Хаттама кремниде CAN жүзеге асырған, что Аса тиімді, өте жылдам тез жобалау мүмкіндік беріп жатыр, жоғары сенімділікті және сол уақытта арзан жүйелер. Microchip компаниясы өз автономды CAN-контроллер сату жиналып жатыр МСР2510 бағасы $3, ал ол интеграцияланған PIC-контроллер $6 тұрады.
Әр түрлі орта берілулері. CAN-желідегі -- бұралмалы буға берілулер негізгі ортасы. Бірақ CAN алады сонымен бірге бір өткізгіште тек қана жұмыс істеу керек (екінші өткізгіш -- корпус). Коаксиалды кабелге берілулерге орталарға сапада қолданушы жүйелері бар, оптоволоконды, ИК- және радиокандар, күшті электрлі беріліс сызықтар. CAN RS-485 физикалық ортаға жұмыс істей алады [39].
Қателердің өте жақсы өңдеуі. Қателерден берілуден және өңдеуден жоғары сенімділікпен алгоритмнен басқа, CAN протоколының механихмі бар, өшірілген түйін мен желілердің рұқсат етілмейді [40].
Нақты уақыттың жүйелердің жақсы қолданылуы. Глобалді сағаттың қолдануы, қатынастардың берілулері толықтай хабарлау (broadcast) әдісі, толық ілеспе жүйелерді құру мультимастерліь (multi Master) мүмкіндік береді.
Оқиғалармен басқарлатын жүйелердің жақсы қолданылуы. Себебі барлық CAN-түйіндер барлық қатынасты тыңдалады, желі бойынша өтетін, оқиғалармен басқарлатын қосымшалар жай ғана іске асырумен [41].
Басқаруларға таралған жүйелерге бағдарлаған. Хаттама басқару аймақтық-таралған жүйелер құрастыру үшін CAN өте жақсы жақындап жатыр. Басымдылық анықтау үшін төреліктің қолданатын әдісі қатынастар және толықтай хабарлау берілу жай ғана мүмкіндік беріп жатыр және сондай жүйелерді ұтымды жобалау [42].
CAN-хаттаманың қысқаша техникалық мінездемелері келтірген 5.1 кестеде.
Кесте 5.1 CAN қысқаша техникалық мінездемелер
Топология
Шина (моноканал) соңындағы терминаторлармен
Шинының ұзындығы
Типті - 40 метр беріліс жылдамдығы 1 МБитс, 10000 метровге дейін берілуде жылдамдықта кішірейтуде 5 Кбитс-ке дейін
Шина типі
Бұралмалы қос, күш беретін желі, радиоканал, оптоталшықтық, ИК- канал
Беріліс жылдамдығы
Стандартты -- максимум 1 Мбитс 40 метрге; мүмкін - 1,6 Мбитс 10 метр ұзындыққа
Берілулер тәртіп
Біртіндеп берілген асинхрондық берілу, multiMaster мүмкіндігі, топты беріліс, NPZ- кодтау битстаффингпен
Шинаға рұқсат
CSMACA (Carrier Sense Multiple AccessCollision Arbitration), фреймбасымдылық арқылы шиналар басып алуы, кірістірілген төрелік битовтідеңгейде, деструкциялы емес алгоритм
Шығудың түрі
ISOIS 11898 сәйкестікте
Ықтималтүйіндердіңсаны
Шексіз (теория жағынан алған), 127-ге дейін сегментте (практикалықжағынан), жай ғана қосып жатыр және бөлініп қалып жатыр (plug & play)
Мүмкіндік Real-Time
Биік басымдылықпен қатынас үшін максимал мүмкін тоқтаудан тәуелдіболып жатыр, нақты 120 мкс 1 Мбитс-ке.
Жоғары сенімділік
Қамтамасыз етіледі: қателер табылу, қателер өңдеуді, қателер оқшау бөлігін. Хемминг қашықтығы = 6.қате табылатын емес 1000 жыл.Электромагнитті бөгеттерге биік иммунитет.
Қателер табылу
Әрбір CAN-контроллер өз хабарлағышының және барлығынқабылдағыштарының барлауын орындайды, 15-битті CRC, фреймге орындауғабитстаффинга және тұтастыққа тексеруде барлық қатысып жатыр.
Қателерді өңдеу
Фреймге қабылдауға дұрыстықта растауда барлық тікелей қатысып жатыр және бұрыс фреймдің таңбалауға.
Қателер оқшау бөлігі
(бөгетпен) бекітған қателермен және уақытша қатемен арасында жағдайлартанып біліп жатыр. Бекітған қате өзі-Түйін автоматически бөліп тастап жатыр. Мүмкін автоматты түрде қосу.
7-ші деңгейдегі протокол:
CAL, CANopen, DeviceNet, SDS, CAN Kingdom, SeleCAN, SAE J1939.
2-1 деңгейдегі протокол:
ISO 11898, ISO 11519-2, SAE J2284, SAE J2411
Қолданулар облысы
Көлік, өнеркәсіптік автоматика, робототехника, дәрігерлік, авиация, теңіздегікөлік, әскери техника, ғарыштық станциялар және серіктер.
Аппаратты қолдау
Motorola, Philips, Siemens, NEC, Microchip, Mitsubishi, Intel, Fujitsu, Toshiba, ST Microelectronics, Thomson, Texas Instruments, Hitachi, National Semiconductor, Temic.
1.2.1 Сымды Ethernet протоколы
Жергілікті желілердің дамуы, жылдамдығы анағұрлым жоғары компьютерлердің пайда болуы, Ethernet стандартын дамытуға жалпы желінің өткізгіштік қабілетінің 100 Мбитс дейін жоғарлауына əкелді. 1995 жылы SynOptіcs, 3Com компанияларының басқаруымен Hewlett-Packard, AT&T компанияларының өнімдері негізінде жəне ІEEE 802.3z, 100VG-AnyLAN жəне Fast Ethernet Allіance коммерциялық емес ұйымдарының өнімдері негізінде ІEEE 802.3u, Fast Ethernet стандарттары қабылданды. Fast Ethernet технологиясы Ethernet технологиясы сияқты технологиялардың бірегей жұмыс істеуін қамтамасыз ететін CSMACD мүмкіндік əдісін қолданады. Fast Ethernet-тің Ethernet-тен айырмашылығы тек физикалық деңгейде байқалады. Ал арналық деңгейде өзгеріс жоқ. Физикалық деңгей үшін үш мүмкіншілік орналастырылған:
:: 100 Base - TX - экрандалмаған қос ширатпа (қос кабель) жəне экрандалған қос ширатпа;
:: 100 Base - T4 - экрандалмаған қос ширатпа (кабельдердің 4 жұбы болады);
:: 100 Base - FX - көпмодты талшықты-оптикалық (кабельде екі талшық болады) [43].
Желінің диаметрі мəлімет жылдамдығының өсуіне байланысты 200м. дейін қысқарған. TX жəне FX стандарттары екі қос ширатпа немесе екі оптикалық талшықтарды қолдануға байланысты жартыдуплексті режимде (мəлімет алмасу алма-кезек уақытпен екі бағытта жүргізіледі) сондай-ақ толықдуплексті режимде (мəлімет алмасу біруақытта екі бағытпен) жұмыс істей алады. 100VG-AnyLAN технологиясында бөлінген ортаға мүмкіндік алу үшін Demand Prіorіty дəрежесі (приоритет) талабына сай Token Rіng сондай-ақ Ethetnet технологияларының кадрлары қолданылады. Желі түпкілікті концентратордан жəне оған жалғанған тораптар мен басқа да концентраторлардан тұрады. Концентратор желіге қосылу мүмкіндігін бақылаушы рөлін атқарады. Торап концетратордан кадрдың жіберілуіне рұқсат сұрайды. Егер желі бос болса, концентратор кадрды қажетті торапқа жібереді. Егер бос болмаса, онда сұраныс кезекке қойылады. Концентратор біруақытта бір ғана кадрды сақтай алады. Желінің жай-күйін анықтау үшін түпкілікті концентратор циклдік түрде порттардан сұраныс қабылдайды. Егер порт басқа концентратормен байланысқан болса, онда сұраныс төменгі деңгей концентраторы порттарының сұранысын аяқтағанша кідіртіледі. (деңгей үшеу болуы мүмкін). Мүмкіндік алу шешімі барлық концентраторлардың өз порттарынан сұраныс алу негізінде қабылданады [44].
Желі дəрежеліктің екі деңгейін қолдайды: жоғары деңгей, мəлімет алмасудың кідіріс уақытына сезімтал, мəліметтер кадрына сəйкес болса, төменгі деңгей - жəй мəліметтер. Егер төменгі дəрежелі торап ұзақ уақыт желіге мүмкіндік ала алмаса жоғарғы дəрежелікке ие бола алады. Концентратор кадрды барлық торапқа емес, тек қажетті торапқа ғана жібереді. Желінің əрбір торап адресі концентратордың арнайы кестесінде жадыда сақталып, физикалық байланыс орнатылған концентратор портына сəйкес қойылады [45].
Ethernet - жергілікті желі құрастыру мақсатында өте кең тараған технология түрі.Ол ІЕЕЕ 802.3 стандартына негізделіп,мәліметтерді 10Мбитс жылдамдықпен тасымалдап отырады. Ethernet желісіндегі құрылғылар желі арнасында сигналдың бар екендігін бақылап отырады.Егер арнаны ешбір құрылғы пайдаланбайтын болса,онда Ethernet құрылғысы мәліметтерді жөнелте бастайды.Бұл сегментегі әрбір жұмыс станциясы жергілікті желідегі мәліметтерді талдап,олардың өзіне бағытталғанын айқындап теріп алады.Бұл схема тұтынушылар саны аз болып сегменттегі тасымалданатын мәлімет мөлшері де төмен болғанда,тиімді болып саналады. Тұтынушылар саны ұлғайған кезде бұл желініңжұмысы тиімсіз бола бастайды.Мұндай жағдайды тұтынушыларды шағын топтарға бөліп,сегменттер санын арттыру ең тиімді (оптимальды) тәсіл болып табылады.Соңғы кездерде әрбір үстелдегі компьютерлік жүйеге 10 Мбитс жылдамдықты арнайы бөлінген арна беру ісі қалыптасып келеді.Мұндай тенденция онша қымбат емес Ethernet комутаторларының бар болуына байланысты қалыптасқан. Ethernet желісінде тасымалданатын пакеттер әртүрлі көлемде бола береді [45].
Fast Ethernet желісінде ағымдағы арнаны бақылай отырып,көпарналы қатынасты жүзеге асыратын және қайшылықтарды (CSMACD Carrier Sense Multiple Acces with Collision Detection) айқындай алатын Ethernet технологиясы қолданылады.Бұл екі технологияларда ІЕЕЕ 802.3 стандартына тнегізделген осыған орай осы екі типтегі желілерді жасау кезінде (көбінесе) бірдей кабель типтерін,ұқсас желі құрылғыларын және біріңғай қолданбалы программаларды пайдалануға болады. Fast Ethernet желісінде мәліметтер 100Мбитс жылдамдықпен тасымалданады,яғни Ethernet желісіне қарағанда он есе жылдам жүргізіледі. Қолданбалы программалар күрделенгенде және желідегі тұтынушылар саны артқан кезде мұндай жоғарғы өткеру мүмкіндігі қысылшаң кездерді болдырмайтын тәсілдің бірі болып табылады. ІЕЕЕ 802.3 стандартына негіз деліп,мәліметтерді 10Мбитс жылдамдықпен тасымалдап отырады. Ethernet желісіндегі құрылғылар желі арнасында сигналдың бар екендігін бақылап отырады.Егер арнаны ешбір құрылғы пайдаланбайтын болса,онда Ethernet құрылғысы мәліметтерді жөнелте бастайды. Бұл сегментегі әрбір жұмыс станциясы жергілікті желідегі мәліметтерді талдап,олардың өзіне бағытталғанын айқындап теріп алады. Бұл схема тұтынушылар саны аз болыпсегменттегі тасымалданатын мәлімет мөлшері де төмен болғанда,тиімді болыпсаналады.Тұтынушылар саны ұлғайған кезде бұл желініңжұмысы тиімсіз бола бастайды.Мұндай жағдайды тұтынушыларды шағын топтарға бөліп,сегменттер санын арттыру ең тиімді (оптимальды) тәсіл болып табылады.Соңғы кездерде әрбір үстелдегі компьютерлік жүйеге 10 Мбитс жылдамдықты арнайы бөлінген арна беру ісі қалыптасып келеді.Мұндай тенденция онша қымбат емес Ethernetкомутаторларының бар болуына байланысты қалыптасқан. Ethernet желісінде тасымалданатын пакеттерәртүрлі көлемде бола береді. Fast Ethernet желісіндеағымдағы арнаны бақылай отырып,көпарналы қатынасты жүзеге асыратын және қайшылықтарды (CSMACD Carrier Sense Multiple Acces with Collision Detection) айқындай алатын Ethernet технологиясы қолданылады [45].
Бұл екі технологияларда ІЕЕЕ 802.3 стандартына тнегізделген осыған орай осы екі типтегі желілерді жасау кезінде (көбінесе) бірдей кабель типтерін,ұқсас желі құрылғыларын және біріңғай қолданбалы программаларды пайдалануға болады. Fast Ethernet желісінде мәліметтер 100Мбитс жылдамдықпен тасымалданады,яғни Ethernet желісіне қарағанда он есе жылдам жүргізіледі.Қолданбалы программалар күрделенгенде және желідегі тұтынушылар саны артқан кезде мұндай жоғарғы өткеру мүмкіндігі қысылшаң кездерді болдырмайтын тәсілдің бірі болып табылады. Жүзеге асыратын және қайшылықтарды (CSMACD Carrier Sense Multiple Acces with Collision Detection) айқындай алатын Ethernet технологиясы қолданылады.Бұл екі технологияларда ІЕЕЕ 802.3 стандартына тнегізделген осыған орай осы екі типтегіжелілерді жасау кезінде (көбінесе) бірдей кабель типтерін,ұқсас желіқұрылғыларын және біріңғай қолданбалы программаларды пайдалануға болады. FastEthernet желісінде мәліметтер 100Мбитс жылдамдықпен тасымалданады, яғни Ethernet желісіне қарағанда он есе жылдам жүргізіледі.Қолданбалы программаларкүрделенгенде және желідегі тұтынушылар саны артқан кезде мұндай жоғарғы өткеру мүмкіндігі қысылшаң кездерді болдырмайтын тәсілдің бірі болып табылады.Соңғы кездерде 10Мбитс Ethernet және 100Мбитс Fast Ethernet шешімдерін қатарластыра үйлестіреді қамтамасыз ететін жа ңа шешімтабылады.Қос жылдамдықты 10100 Мбитс EthernetFas t Ethernet10100 Мбитс EthernetFast Ethernet технологиясы - желілік тақша, концентратор, коммутатор сия қты құрылғыларға жоғарыдағыжылдамдықтардың (қай құрылғыларға байланысқанына байланысты) кез-келгенімен жұмыс істеуге м үмкіндік береді.10100 МбитсEthernetFast Ethernet желілік тақшасы бар дербес компьютерді 10 Мбитс жылдамдықты концентратор портымен байланыстырғанда ол 10Мбитс жылдамдықпен жұмыс істейді [46].
Егер де оны 10100 Мбитс жылдамдықты концентратор (3 Com SuperStack II Dual Speed Hub 500 сияқты) портыменбайланыстырсақ,ол автоматты түрде 100 Мбитс жылдамдықпен жұмыс істей бастайды.Бұл тәсіл біртіндеп жоғары жұмыс өнімділігіне көшу ісін жүзеге асыра алады.Оған қоса,мұндай тәсіл серверлер менклиенттердің желілік жабдықтарын қарапайым күйде сақтап,желілік құрылғыларын мен тасымалдау арналарының өткеру алабын өте кең пайдаланатын жаңа программаларды пайдалануға мүмкіндік береді.Gigabit Ethernet желілері Ethernet және Fast Ethernet желілерінің ифрақұрылымымен үйлеседі,оның үстіне олар Fast Ethernet желілеріне қарағанда 10 есе артық,яғни 1000Мбитс жылдамдықпен жұмыс істей алады. Gigabit Ethernet желілері негізгі желілердің қысылшаң орындарын болдырмайтын мықты шешім болып саналады. Қысылшаң орындар тасымалдау арналарының өткеру алабына сезімтал қолданбалы программаларға байланысты және интражелілер мен мультимедиалық программалардың трафиктері ағынының шамадан тыс ұлғаюына қарай туындайды. Gigabit Ethernet желісі Ethernet және Fast Ethernet жұмыс топтарын біртіндеп жаңа технологияға көшіру тәсілі болып табылады. Мұндай тәсіл - олардың жұмыстарына өте аз әсер етіп,жоғары жұмыс өнімділігіне тез қол жеткізу мүмкіндігі. Желілерінің ифрақұрылымымен үйлеседі,оның үстіне олар Fast Ethernet желілеріне қарағанда 10 есеартық,яғни 1000Мбитс жылдамдықпен жұмыс істей алады. Gigabit Ethernet желілері негізгі желілердің қысылшаң орындарын болдырмайтын мықты шешім болыпсаналады. Қысылшаң орындар тасымалдау арналарының өткеру алабына сезімтал қолданбалы программаларға байланысты және интражелілер мен мультимедиалық программалардың трафиктеріағынының шамадан тыс ұлғаюына қарай туындайды. Gigabit Ethernet желісі Ethernet және Fast Ethernet жұмыс топтарын біртіндеп жаңа технологияға көшіру тәсілі болып табылады. Мұндай тәсіл - олардың жұмыстарына өте аз әсер етіп,жоғары жұмыс өнімділігіне тез қол жеткізу мүмкіндігі [47].
1.2.2 Сымсыз Wi-fi желісі
Желiнiң Wi-Fiсi схема әдетте кемiнде бiр қол жеткiзу нүктесi және кемiнде бiр клиентте болады. Сонымен бiрге қол жеткiзу нүкте (Ad-hoc ) нүкте екi клиенттердiң тәртiбiндегi қосу қолданылмағанында емес, клиенттер желiлiк бейiмдеуiштер арқылы тiкелей жалғастырғанында болуы мүмкiн. Қол жеткiзу нүктесi әрбiр 100 мстiң 0, 1 Мбитстiң жылдамдығындағы арнайы сигналдық пакеттерi көмегiмен (SSID ) желiнiң өз идентификаторын алып бередi. 0, 1 Мбитс сондықтан - Wi-Fi үшiн ең кiшi деректердi беру жылдамдығы. Клиент SSID желi болуы мүмкiн бiле анықтай алады, рұқсаттың осы нүктесiне қосу. Қабылдағыштың ұқсас SSID терi бар рұқсатының екi нүктесi әрекет ету аймақтарында дәл тигiзуде сигналдың деңгейi туралы олардың арасындағы мәлiметтер негiзiнде таңдай алады. Wi-Fi стандарт Қосу үшiн толық бостандықты клиентке белгiлердiң таңдауында бередi. Жұмыс принцибі толығырақ стандарттың ресми мәтiнiнде сипатталған [48].
1.5 сурет. Wi-Fi желісінің жұмыс істеу принципі
Стандарт алайда, құрастырудың барлық тұрғылары сымсыз суреттемейдi Wi-Fi жергiлiктi жүйесі. Жабдықтың әрбiр өндiрушiсi сондықтан бұл есептi өздiгiнше сол ол көзқара сең жақсы не бiр санайтын жолдар қолдана шешедi. Сондықтан құрастырудың әдiстерiнiң классификациясының қажеттiлiгi сымсыз пайда болады жергiлiктi жүйейдi. Бiрыңғай жүйеге қолжеткiзу нүктелерiнiң бiрiктiрулерi әдiс бойынша ерекшелеуге болады: Автономдысы (сонымен бiрге ақылды децентрализациялаңған дербес деп аталады) қол жеткiзу нүктелерi Қол жеткiзу нүктесi (сонымен бiрге жеңiлтек, орталықтандырылғанылған деп аталады) контроллердiң басқару жұмыс iстейтiн , бiрақ (басқарылатын контроллерсiз) автономды емес Ұйымдар және радиоканалдардың басқаруын әдiс бойынша сымсыз ерекшелеуге ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
8 каналды электр жүйесін қашықтықтан басқару. Осы дипломдық жұмысты орындау кезінде жасаушы құралдардың жаңашыл тәсілі Android және iOS ОЖ платформасына тағайыдалған, Java обьектіге бағытталған программалау тілі қолданыла қосымша C++ тілінде Arduino аппаратық құралына интегралдалынған және мобильді құрылғылардың Android SDK және iOS ipa құралы қосымша қолданылды. Микроконтроллер Arduino қашықтықтан басқару үшін сервер арқылы жұмыс жасауға бет бұрдық.
Қазіргі кезде көптеген тез және тиімді микроконтроллер жүйелерді құрастыру және басқару технологиялары бар [1].
Әрбір нақты жағдайда кәсіпорынға немесе басқа мекемеде микроконтроллермен жаңа жүйе құрастырғанда, оның барлық ресурстарын, жүйе құрастыруына қанша уақыт кететінің және ғылыми-зерттеуде ең кем деген де төмен кететін инвестицияны есептеу керек [2].
Ереже бойынша бір базалы организацияда бүкіл шарттарына сәйкес микроконтроллер жүйесімен барлық жұмыстар іске асырыла бермейді. Осының ең негізгі факторы боп жоғарғы оқу орындарында қазіргі заманғы техникалық базамен, тез өзгеріп жатқан технологиялармен лабораториялық жұмыстар өткізетін орындар аса кең таралмаған [2].
Көбінесе бұл проблемалар лабораториялық жұмыстар компьютерде өткізілуімен шешіледі. Дегенменде жастүлектерден микроконтроллер техника жағынан практикалық тәжірибені көп талап етеді, теорилық білімге қарағанда. Аз қаржылы бөлінетін оқу орындарында лабораториялық жұмысқа бөлінетін қаржы ең өткір мәселе болып табылады. Әсіресе қазір бұндай техникалық тынымдар лабораториялық комплекс жүзінде арзанға табу өте қиын. Ғылыми базаға ие бола тұра студенттер өздері жоғарғы тіл бағдарламасымен осындай комплекстің программалауын белсендіре алу керек. Аппаратты қамсыздандыру құрылымды радиотехникалық негізінде бұл сұрақ ешкашан жабылмайды. Неге десеніз уақыт өте келе ардайым программа жанартылып отырады, ішіндегі жүйе де тиімді жаққа қарай өзгертіліп отырады [3].
Осындай ұқсас жағдай өндірістік кәсіпорында да болуы мүмкін. Осының бәрін тындыру үшін инженер - игеруші қашанда болсын терең мамандандыруында жәнекәсіби өренің аумақтауында ізденуде болады. Сондықтан жоғары білікті маман бола алатын адам сол болады, егер ол бір орнында тұрмай, әркашан ізденуде болса. Инженер адамның өмірінде іздену, жаңа игерушілік тану негізгі бір бөлігі болып табылады. Инженер жаңа зерттеу жасайын деп жатқанда ол өзінің бүкіл максимум білімін пайдаланып, тиімділігін арттыруға тырысады [4].
Қазіргі элементтік база электронды конструктор рөлі ретінде инженерге бірталай мүмкіндіктер арттыруына көмек береді [4].
Микроконтроллер технологиялық процесін басқару жүйесін жобалағанда маңызды қадам боп бұрынғыдай үлгілеу табылады. Осында модульдік технологиясын қолдану арқылы уақытты және материалдық шығындарды айтарлықтай үнемдеуге болады. Оқу орындарында модульдік база технологиясымен лабораториялық стенттер мол мүмкіндіктерге ие[4].
Атап айтқанда жаңа бір өнім немесе бар өнімге модернизация шығарар алдында, оның басты бір мәселесі сенімді интерфейс базасымен, алдында модернизацияланган интерфейстерге қарағанда одан әрі тиімдірек, сенімдірек нано технология қолданылып шыгарылу керек. Инженер - игеруші жаңа өнім шығара отырып, ол алдынғы өнімдерімен ешқашан қоштаспайды. Қашанда болсын шығарған өнімдеріне зерттеу жасап, функцияларын кенейтіп отырады [4].
Бәсекелестік күшейген ағымдағы ортада өз позициясын ұстау қиындыққа соғады. Позицияны ұстау негізі осылардан әсер етеді: өнімнің жоғары сапалы, ұйым дамыту қызметі, техникалық қолдау және құзыретті маркетинг. Жаңа бір қырылым шырар алдында оның бастапқы функционалдық схемасы сызылады. Негізгі компоненттері түйініңе , әдетте сигнал көздері, сигнал түрлендіргіштер мен деректер, атқарушы қырылғылар, информацияны көрсететін құрылғылар және қоректену көздері. Көбінесе бұндай түйін құрылғылардың бірнеше реализация жолдары болады. Ең тиімді жолды тандау инженер - игерушінің жұмысы болып табылады [4].
Мысалға бір макет жинар алдында бірнеше мәселелері туындайды: микросхема плата салатын бірде-бір жарамды корпус табылмайды, монтаждау бөлім шамадан тыс жүктелген, және сіздің тапсырысыңыз белгісіз мерзімге созылады [5].
Көптеген электрондық компоненттері бірдей құрылғы болып табылады және жеке модульдер оқшауланған болуы мүмкін және олардың кіріс, шығыс тесіктері бәрдей болып келеді. Бір-бірімен жақсы жұмыс жасауы ғажап емес. Модульдік технологияның ең бір қиын жері ол қағаз бетіне структуралық схемасын қағаз бетіне салу. Қағаз бетіне салғанымен оның бүкіл өзгешеліктерін өнімнің жұмысымен байланысын есептеу мүмкін емес. Осы өзгешеліктерді дұрыстап, серейный производствомен шығару шығарылатын құрылғыға қарағанда әлде қайда қымбатқа түседі [5].
Осындай керек емес шығындардан алшақ болу үшін бір серейный макет жасайды. Сонда бүкіл макет құрылғысын жинайды, оған кіретін программа қамтамасыз ету, элементтік базаны анықтау, жылу режимдерін тексеру және т.б. Осы ашық модульдық технологияның тамаша жері макетті конфигурацияларын оперативті жүйеде үйлесімді шешім тауып өзгертуге болады [5].
Ашық модульдық технология көрнекілікті қамсыздандырады және жүйесінің құрылымын оңай өзгертуге береді. Әдетте, барынша модуль компоненттеріне электр параметрлері мен максималды өнімділікті модульдар орнатылады, үлкен шығынды болып келеді. Бірақ пайдалану икемділігін жоғарлатады. Осылайша, мысалы, дизайнер кадрлық байланысты монтаждау жұмыстарына жұмсалған шығындар, монтаждау жұмыстарына жұмсалған уақыт қысқарту негізінде ақталады және жаңа өнім шығарар уакытын қысқартқанда. Нақты компания шығаратын нақты өнімдер анықталады Developer, қажетті модульдер жиынтығы[5].
Инженер - игерушіге қажетті модульдер өнім ерекшеліктері нақты кәсіпорын мекемесімен аңықталады. Бүгін модульдік технологиялар процестерді басқару жүйелері, қымбат өнеркәсіптік контроллерлерінде қолданылады.
Технологиялық модульдер осыларды қамтиды:
Электр құрылғылар:
- орта биліктің бір арна көздері - сызықтық, импульстік;
- сызықтык кернеу стабилизаторы;
- қуатты басқару желісі.
Орындайтын құрылғылардың драйверлері:
- айнымалы тоқтың электрондық кілті;
- электромагниттық реле;
- айнымалы тоқтағы винтельді двигательдің драйвері.
Деректералмасуқұрылғысы:
- интерфейс түрлендіргіштері
UART - USB, UART - RS-232,
UART - RS-485, SPI - CAN 1.0(2.0),
UART - LIN 1.3;
- АМ-сигналыныңрадиотаратқышмодулі.
Датчиктердің жан-күйі және сигналдық түрлендіргіштер:
ЭҚК термопарасының күшейткіш сигналы;
сирету датчигі;
тоқ бойынша ылғалдылық датчигі;
температура және ылғалдылық датчигі;
бұрыштық позиция датчигі.
Microchip микроконтроль базасында ондау модулі.
Интерфейс модуль дисплейі және пернетақта микроконтроллерімен.
Программаторлар және микроконтроллердің отладчиктері.
Коммутацияқұрылғылары.
Корпустықөнім.
Электрондық модуль,модульдік технологиясын қалыптастыру функционалды қалғысына қарай жобалау процесінде қолданыла бермейді, ол серийный өнім шығаруға және зертханалық стендтер жасау үшін негіз ретінде қызмет етеді.Модульдамытутізбегі былайша: мұндай автономиялық тізбектің экономикалық тиімділігін талдайды, баспа бөлімі дамиды, элементтік базасы тандалады, функционалдық құрамы модулі көрсетіледі, модуль өндірісте іске қосылады. Жобалау кезінде басқа модульдерге қосылатын каналдар үйлесімділігі, компоненттердің қолжетімділігі, қол жеткенше стандартты, констративті модульдер қолданылымдары ескеріліп отырады. Қосқыш түрлерін таңдау кезінде көбінесе оңай разъемдыкілт қосқышына немесе бұранда түйреуіш негіздеуге тырысады. Басу платасы таңдалған элементтер технологиялық талаптарына сәйкестендіріледі. Сымды монтаждау кезінде макетті платаға сәйкестендіру әрқашан мүмкін бола бермейді. Сонымен қатар, ол үлгіге Орнату нұсқаулығы қиын шағын элементтерін қолдануды түзетуге қиынға түседі. Бір отбасы элементтерін бірыңғай қорытынды бір модульдің сол басқа осы отбасы модулімен ауыстырганда, баспа платасының коррекциясын өзгерту керек емес. Мысалға Microchip фирмасынын PIC16F87х микроконтроллер отбасындағы модульдерді PIC18Fххх отбасынның модульдерімен ауыстыр салуга болады, жұмыс өзгешелігі бұдан байқалмайды [7].
Қазіргі элементтік база қарқынды эвалюция кесірінен осындай жағдайларға шектігіседі. Фирма өндіруші шығарып жатқан өнімін бір элементтің алып тастайды немесе ауыстыруы,не одан бағасын көтеруі мүмкін. Өнім өндіріп жатқан адамға бір детальдарды ауыстыру әрқашан риза бола бермейді. Себебі элеметтен ауыстырғанда, баспа платасын өндеуге шоқтығысады [8].
Модульдік орындауы кейбір ерекше тораптар, мысалға, микропроцессордың ядросы, байланыс линияның драйвері немесе атқарушы құрылғылар ұқсас проблемалар шешуге мүмкіндік береді. Күрделі құрылғының болмашы бөлігінің түзетілімімен ғана. Осы тәсілдің кемшілігі контакт байланысының саны өсуі, қатаң пайдаланылған кезінде сенімділігін көрсететін құрылғы [9].
Аналогты сигнал түрлендіргішіне және жекеленген модуль тораптарындағы бөлу кезінде және сыни ұзындығына өткізгіштерде, трассировке баспа платасында абайлап әрекет етуге тура келеді. Практикада макет сериялық өндіріс базасында қалыптасқан құрылғылар электронды конструкторда жиналып іске қосылады. Бұл шектелген көлемде іске қосу негізді болған шағын модуль саны құрамында. Ірі сериялық партияларында, жекелеген модульдерді монтаждау артық құнға шыгады. Бұл жағдайда, құрылғы қойылатын талаптарды ескере отырып, конструкциясы мен құрамына электроникаға оптимизицияланады. Бүгінгі күнгі шығарылатын серийно электрондық модульдер орта және жоғарғы буын жабдықталады немесе техникалық қолдау семинарлар тақырыптарында жүзеге асырылады. Ақырғы уақытта Microchip микроконтроллерінің оқу орындарында қалай игергенің атап өту тәжірибесін, басынызды төмен түсірмей айтуға болады [10].
Қорытындылай келе, модульдік технология жүйелі түрде енгізу, бірқатар оң сәттерін айта кететін болсақ:
Тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарды жүргізу кезеңінде уақыттық және материалдық шығындардың қысқаруы;
тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарды жүргізу кезеңінде уақыттық және материалдық шығындардың қысқаруы;
- функционалды - аяқталған бірлік деңгейінде қайта конфигурирования жүйесінің икемділігі;
монтаждау және қайта монтаждау модульдер жүйесінің қарапайымдылығы;
ашық модульдік технология пайдалану кезінде, схемотехникалық шешім оңай оңтайландырылады.
1 Жүйенің ағымдағы жай-күйі
1.1 Smart home жүйелері
Соңғы 20-30 жыл ішінде техниканың жедел дамуы себебінен автоматтандырылған қондырғылар адам өміріне терең енді. Жүйеледің қолдану ортасына, үйлер, цехтар немесе заводтар болсын, бұл жүйелерді қолдану мақсаты қолданыстағы шығындарды азайту, қажет мәліметтермен қамтамасыз ету және қауіпсіздікті қамтамасыз ету болып табылады. Бұл жүйелер адам өміріне ұялы телефон мен Интернет желісінің пайда болуы секілді зор өзгерістер енгізу мүмкін. Автоматтау жүйелерінің мүмкіншіліктерінің қаншалықты дамығаның білу үшін соңғы жылдардағы технологиялық ашылуларды түсіну қажет. Технологиялық жетістіктердің даму қарқының түсіну үшін өткен жетістіктерді бақылау қажет [11].
Мэйнфрэйм дәуірінің аяқталуынан кейін миникомпьютерлер, жеке ЭВМ құрылғылары дамыды. Бір желіге біріктірілген құрылғылардың дамуы адам өмірінде кең қолдау тапты. Ұқсас жағдай автоматтау жүйелерінде де болды, соңғы кезде жүйелер децентрленген, яғни, бір ортақ басқару жүйесі жоқ технологиялар дамыды [11].
Бірақ технологиялық даму жолында көптеген қиындықтар болды. Жүйелердің автономды болуымен қатар, әр бір жүйе өзінің қосылу протоколын қолданды. Сондықтан әр түрлі компаниялар шығарған жүйелерді өзара қосу мүмкіндігі жоқ болды. Бұл қиындықтарды шешу үшін қымбат тұратын техникалық шешімдер мен ортақ программалық әдісті қолдану қажет болды. Ақылды үй түсінігі алғаш рет АКШ-та қолданылды. Ең алғаш үйлерді Ақылды электроникалармен қамтамасыз еткен. Ал қазіргі кезде кондиционер, қысқа толқынды пештер, теледидарлар адам өміріне терең еніп, кең қолданыс тапқан. Саналы үй түсінігі алғаш рет 1970-жылдары Вашингтондағы Интеллектуалды құрылыс институтында қолданылды. Анықтамасы: жұмыс орнын тиімді әрі үнемді қолданатын ғимарат. Алғаш комплексті шешім ретінде "Intellegense Building" термині пайда болды. Оның мақсаты кабельдерді орталықтандырып, бір жүйеге келтіру болып табылады. Бұл жүйенің арқасында бір кабельмен АТС жүйелері, компьтерлік желілер және қорғаныс жүйелері жұмыс істей алды. Кейіннен жүйе қарқынды даму нәтижесінде Ақылды үй концепциясы пайда болды. Ол жүйенің мысалы төменде көрсетілген (1.1 сурет) [11]. Ақылды үй - үйдің ішінде немесе сыртында орналасқан және үйдегі барлық инженерлік жүйелерді басқаруға арналған электроника комплексі.
Ақылды үй ең маңызды аксиома бақылау жүйесі және оның инженерлік кіші модульдік принципі бойынша салынады [12].
1.1 сурет. Smart home
Бұл әрбір ішкі жүйесі оның жұмысы күйін келтіру және қолдау, орталық бақылау жабдықтарды ажырату мүмкін екенін, өз бетінше жұмыс істеуге қабілетті болуы тиіс екенін білдіреді (1.2 сурет). Ақылды үй бірқатар артықшылықтары бар: жайлылық пен қауіпсіздікті арттыру, электр 10-18%-ға дейін үнемдеуге ақылды үй принципі, содан кейін осы сигналдар атқару жүйесі арқылы беріледі, пәрмен құрылғылардан сигналдарды қабылдайтын орталық компьютерге болып табылады. Бірнеше құрылғыларды басқару қарапайым автоматтандыру жүйесі болып табылады. Бірінші міндет 1978 жылы тұрмыстық электр сымдар үшін техника бақылауға технологиясын әзірледі компанияны X10 АҚШ және Leviton, шешім қабылданды ақылды үй құру болып табылады. Бірақ бұл технология 60 Гц кернеуі 110В және жиілігі үшін әзірленген, сондықтан Ресейде таралған бола бермейді [13]. Алайда, X10 бүгін электр жарықтандыру құрылғыларын басқару үшін құрылған, сондай-ақ ескірген болып саналады және тек алты команда қуат басқару қолдайды. Интеллектуалды үйлер жасау үшін жеткіліксіз. Дыбыс және бейне, арналарды ауыстыру, дыбыс деңгейін өзгерту, кері айналдыру және ойнатуды басқару элементтері үшін командалардың кем дегенде талап етуге және әлі күнге дейін жүйе HVAC (ауаны жылыту, желдету) басқару қажет. Түрлі компаниялардың осы мәселеге шешімдерді іздеуге, жаңа деректер хаттамаларды әзірлеуге тырысты[14]. Автоматтандырылған басқару құрылғыларын қолдану арқасында өмір сүру жағдайына жаңаша көзқараспен қарауға мүмкіндік береді.
1.2 сурет - Smart home негізгі жүйелері
Саналы үй жүйесі дегеніміз кез-келген жағдайға байланысты өзгеріп, сол жағдайға байланысты белгіленген алгоритмдер бойынша, адамның араласуынсыз автоматты түрде шешім қабылдайтын жүйе. Оның құрамына көптеген жүйелер кіреді. Біреуі жарықты басқарады, екіншісі климатты бір қалыпты ұстайды, үшіншісі үйді қорғайды т.с.с. Бұл құрылғылардың басқарылуы бір біріне бөгет жасамай, келісілген болу керек. Саналы үйдің басты ерекшелігі адам мен басқару құрылғыларының арасындағы байланыс барьерін жою. Сіз қалаған режимді тек бір пернені басу арқылы таңдай аласыз. Ал Саналы үй сыртқы және ішкі факторларға байланысты жұмыс істейді. Мұңдай жағдайда көптеген теле-аудио жүйелерінің пульттарын, ондаған шамдардың өшіргіштері, желдету және жылыту құрылғыларының бірнеше басқару Басты Ақылды жүйелер Инженерлік Ресурстар Электр энергия Газ Су Микроклимат Жылыту Желдету Суыту Жарықтандыру Мультимедия Үй кинотеатры Мультирум Медиа сервер Коммуникация Локальді желілер Телефон Қорғаныс жүйесі Дабыл қағу Күзет блоктарын қолдану қажеттігі жойылады. Оның орнына сіз тек бір сценарийді қолданасыз, ал Саналы үй жүйесі белгіленген алгоритмдер бойынша басқарады [15].
Интеллектуалды ғимарат термині - қоршаған ортадағы жағдайды жүйенің түсіне білуі мен жағдайға байланысты белгілі бір әрекет жасауды білдіреді. Әрине, жағдайды анықтай алу қабілеті әр түрлі болады.
Интеллектуалды ғимарат концепциясы келесі жағдайлардан тұрады. Интеграцияланған басқару жүйесі - жарық, жылыту, желдету, су және қорғаныс жүйелерінің комплексті жұмыс істеуін қамтамасыз ету [16].
Қызмет көрсететін адамдардың қажеттігі жойылады. Оның орнына интеллектуалды жүйе басқарады. Жүйенің интеллекті осы жерден танылады, ол төтенше жағдайлар кезінде өздігінен шешім қабылдай алады [17].
Төтенше өшіру механизмін жүйеге асыру, кез келген жағдайда адам өзі басқару мүмкіндігіне ие болу керек. Бүл жерде пайданулышы интерфейсінің барынша түсінікті болуы қажет. Жалпы басқару жүйесінің істен шығу жағдайында, әрбір бөлек жүйелердің жұмыс істеуін қамтамасыз ету [18].
Интеллектуалды жүйенің көптеген артықшылықтары бар. Жүйе қолданушыға әр түрлі функцияларды жүктеуге мүмкіншілік береді. Мұның себебі барлық жүйелер дәйекті әрі бірге жұмыс істеу мүмкіндігін береді.
Осыған байланысты көптеген әрекеттерге қол жеткізуге болады:
қорғаныс жүйелерін бақылау;
барлық жүйелерді бақылау және төтенше жағдайда жәрдем әрекет ету.
Бұл жерде әрекет тез әрі комплексті болады, яғни болған жағдайға
байланысты барлық жүйелер жауап қайтарады.
Ғимаратты қашықтан басқару мүмкіндігі.
1.3 сурет. Smart home жүйесі
Бір тетікті басу арқылы бос үйді жайлы үйге айналдыруға болады. Барлық жүйелер іске қосылып, үйде жайлы температура орнайды, перделер ашылады. Шаршар теледидар немеме үй кинотеатр жүйесінің алдында демалғыңыз келеді ме? Панельдегі немесе ұялы телефондағы пернені бассаңыз, терезелер жабылып, шамдар жарты жарығына дейін сөнеді, проектор қосылады. Сенсорлы панельдердер үйдің барлық жүйелерін басқаруға болады. Жоғарыда көрсетілген суретте үйді басқаруға арналған ANDROID жүйелерінде істейтін бағдарламаның интерфейсі көрсетілген (4.1 сурет) [19].
Шамдар автоматты түрде уақытқа және жарыққа байланысты қосыла алады. Бұл жайлылық үшін ғана есем, сонымен қатар қорғаныс мақсатымен жасалынған. Жүйе әрдайым әр бөлмедегі температураны өлшей отырып, оны белгіленген, қалыпты жағдайда ұстап тұрады. Кондиционер немесе жылыту жүйесінің жұмысын бақылайды және ылғалдылықты қалыпты жағдайда ұстау үшін желдеткішті басқарады. Күнделікті пешті және шамдарды басқару арқылы көптеген шығындарды азайтады. Ол үшін алдын ала белгіленген режимдер бойынша жұмыс істейді, сіз тек бір рет әр бөлменің температурасын сенсорлы панельден немесе ұялы телефон арқылы белгілейсіз, кейін ол режимдерді өзіңіз таңдай аласыз немесе ол автоматты түрде уақытқа немесе басқа да факторларға байланысты ауысып отырады.
1.4 сурет. Шамдарды және температураны автоматты түрде басқару
Терезелер ашылған кезде пеш немесе кондиционер автоматты түрде өшіріледі. Терезеде орналасқан ашылу датчигі ол туралы жүйегехабарлайды. Фотодиодтардың көмегімен үй күннің сәулесін қадағалайды, осының арқасында ол бөлме ішіндегі жарықты сақтай отырып, күн сәулесінің тікелей түспеуін қамтамасыз етеді (4.2 сурет). Төтенше жағдайларда (мысалы, су ағыны) жүйе тек сіз хабарлап қана қоймай, сонымен қатар өзі де әрекет етеді. Мысалға, суды жабады. Сонымен қатар сіз үйді қашықтан да бақылай аласыз. Arduino Ethernet Shild модулінің көмегімен Ақылды үй жүйесі интернет желісіне қосылып, кез келген жерден басқарыла алады [20].
1.1.1 Өндірісті қашықтықтан басқару (автомотизация)
Бүгінгі таңда қолданысқа қашықтан жұмыс түсінігі енді. Заманауи технологиялардың арқасында кейбір мамандық өкілдері тапсырыс берушіні оңай табу мүмкіндіктеріне ие бола бастады, нақтырақ айтсақ Ғаламтор желісі арқылы басқа мемлекетке өзінің жұмыс тапсырмаларын жіберіп жұмыс істейтіндер бар [21].
Дегенмен ең күрделі технологиялық процестер жүзеге асатын, - мысалы мұнай платформаларында кәсіпорынның бүкіл штатықашықтан жұмыс істеуі мүмкін бе, әлде жоқ па? Еңбекті ұйымдастырудың мұндай принципі қандай мүмкіндіктер береді. Көз алдыңызға елестетіңіз: солтүстікте - теңіз, мұнай платформасында - мұз, жалпы жұмыс процесі толық қадамда орындалып келеді. Басқа қызметкерлерді қоспағанда мұнда адамдар жоқ. Ал қалғандары жалпы құрылғылардың жұмысын жасыл паркте орналасқан жанға жайлы ғимаратта отырып алып, керемет алыстан бақылап отырады. Кейбір қызметкерлерді есептемегенде мұнда басқа қызметкерлер жоқ. Олар бір-бірімен бейне байланыс арқылы тілдесіп, платформада қосылған бүкіл құрылғылар көрсеткішін бақылайды [22].
Платформадағы маманнан кез-келген секундта процесстің қай нүктесі және не себектен бұзылғандығы жайлы ақпарат алынуы мүмкін. Осындай оперативті түрде келіп түсетін мәліметтердің арқасында технологиясы, ұйымдастырылуы, сату... кез-келген сұрақ бойынша шешімдер шығарылады. Ия бұл да мүмкін! Бүгінде технология жаңа деңгейге көтерілді, ол нақтылы уақыт режимінде бірнеше мыңдаған шақырым қашықта өндірісті басқара алуға мүмкіндік бар [23].
Яғни мұнда тек директорлар кеңесінің жұмысы ғана емес, сонымен қатар қашықтан, бірақ штаттағы қызметкерлердің: оның ішінде инженерлердің, техникалық қызмет көһрсету, басқару, сату бөлімі және басқа да мамандардың біріккен және ұйымдасқан жұмысына қатысты [25].
Еңбектің мұндай ұйымдасқан түрі әсересе қызметкерлері тұрақты жұмыс істейтін кәсіпорындарда үлкен пайда әкелуі ықтимал. Өндіріс қауіпсіздігі мен пайдасын қамтамасыз ету бәрінен, әсіресе біздің тапсырыс берушілер жұмыс істейтін жағдайларда қиынға соқтырады. `4 D' шарттар келесідей жіктеледі: бірыңғай (Dull), қашықтан (Distance), ластанған (Dirty) және қпуіпті (Dangerous). Мұндай жұмысқа келісетіндер кемде-кем, ал жоғары еңбекақы мен кәсіби мамандар жетіспеушілігі одан да үлкен қиындық туғызады [26].
Денсаулыққа зияны бар қауіпті және ластанған өндіріс болады. Кейде өндіріс объектілері жоғарғы кәсіби маманданған қызметкерлерді тартуға қолайсыз аудандарда орналасады [27].
Оның үстіне қазір мұндай мамандар жоқтың қасы: жасы келгендер кетеді, ал жастарын тәрбиелеу қиын. Олардың қызметі осындай объектілерде көптеп кездеседі. Hays рекрутингті компаниясының 2013 жылғы зерттеулері бойынша орыс мұнайшыларының орташа жалақысы 150 мың рубльді құрады [28].
Ал егер осындай қызметкерлердің жүздегені керек болса ше? Мұның шешімі эксплуатационды тиімділігін арттыру арқылы табылады, яғни өндірушілер жаңа моделге - интегрирленген өндіріске қатынайды. Бұл жолға жетудің әртүрлілігіне қарамастан, ол келесідей кілттік компоненттермен сипатталады: қызметкерлерге қолайлы еңбек жағдайын ұсыну, оның ішінде қолайлы территориялық жағындығы, қауіпсіздігі, қолайлы климатта болуы. Сонымен қатар келісім құралдары, яғни бейнеконференциялар, нақтылы уақыт режимінде өндіріс процестері мен құрылғылар жағдайына ақпарат алуға деген қолдетімділік, шешімдер шығарудың оңтайландырылған процесімен сипатталады [29].
Интегрирленген өндірісте нақытылы уақыт режимінде маңызды ақпарат алу мүмкіндігі маңызды рөл атқарады [30].
Кілттік технологиялар дамытудың инновационды үлессі тепе-тең: әлемдегі алғашқы сандық қорғаныс жүйесі, сымсыз шешімдердің ең тиімдісі, дала жағдайында деректер жіберудің қашықтан және энергия үнемдеу жүйелері, шешімдер шығаруға ақпараттар жеткізетін кәсіпорынның техпроцесстерін толық масштабты бақылауға арналған автоматизация құралдары [31].
ІР компанияға кіретін барлық кәсіпорындар инженерлік қолдау көрсетіп, ол әлемнің қай түкпірінде болса да ақырындап қабылдау үшін өздерінің орталықтарына қатынай алады. Орталық қызметкерлері өндіріс сұрақтары бойынша қашықтан кеңес бере алады, авариялық сигналдар мен қондырғының бұзылу себептерін анықтайды [32].
Қашықтан тексеру және оны әлемнің әр түкпірінде жұмыс істейтін мамандарға далалық қондырғылардан ақпарат тарату мүмкіндіктері, оның ішінде автоматизация құралдары, қондырғыны айналдыратын реттегіш қалпақшаллар, әлемнің кез-келген нүктесінде орын алған жағдайды түзеуге көмектесіп, жалпы компнанияның пайдасына оң әсер етеді. Қашықтан басқару кезінде ереже бойынша далалық қондырғылармен байланыс екі сызық бойымен өтеді. Кейде орналасқан аймағына байланысты спутниктен бұл екі бөлек опто-талшықты сызықтар - құрылғыны орнату орнына қосылған әр түрлі екі маршрут арқылы жүргізіледі. Штаттық жағдайда ұйымдасқан қашықтан басқ3ару, ал штаттан тыс жағдайда сол орында басқару орындалады. Қондырғыны тексеру есебінен және процесстің бөліктерін талдау критикалық жағдайдың туындау ықтималдығын азайтады. Сонымен қатар олардың автоматты авариялық істен шығуын алдын алуға септігін тигізеді [33].
1.2 Қашықтықтан басқару технологиясы
1.2.1 Сымды CAN протоколы
Жүйелік интеграторлар және өңдеушілер, технологиялық процесстер автоматтандыру үшін жүйелердің жобалаумен шұғылданатын, Бір өнеркәсіптік торлық шиналардан мүддеге көшкін түріндегі жарылысқа бақылай алмайды -- CAN (Controller Area Network) [34].
Бұл процесс шет елдерде және Ресейде жақсы дамып жатыр. 1998 жылы қайталама болды, Микро схемалардың барлық бастаушы дүниелік өндірушілер CAN технологияны қолдау осылай немесе әйтпесе бастаған кезде [35].
CAN-протоколы Robert Bosch GmbH фирмасымен жасалған автомобилдік электроникада қолдануы үшін, бөгеуілге үлкен шыдамдылықпен айырмашылығы болып жатыр, Сенімділікпен және келесі мүмкіндіктермен ие болып жатыр:
кескінді иілгіштік;
уақыт бойынша синхронизациямен барлық түйіндермен қатынастардың алуы;
шинаға рұқсаттың қиратпайтын төрелігі;
мультимастер тәртібі;
қателердің табылуы және қателерге туралы сигналдардың берілуі;
шинаға қайтадан рұқсатта мүмкіндікте алуда үзілген қатынастардың ав томатты берілу;
ақау түйіндерден сөндіруден мүмкіндікпен түйіндермен кездейсоқ қателермен және тұрақты ақауларменарасында айырмашылық;
1км дейін қашықтықта бұралмалы қос бойынша жұмыс істеп жатыр.
Табиғи барлық бұл сапалар тіптісі тартымды өндірістік қосымшаларда қолдануы үшін CAN- хаттама істеп жатыр,болған ол микросхемалардың қасында фирма-өндірушілердің сүйеп жатыр, шығаратын CAN-хаттаманың талаптарыаппаратты іске асырумен қымбат емес құрылымды және кең температуралық диапазонна жұмыс істеп жатыр[36].
CAN-протоколы келесі деңгейлерге топталады:
объектінің деңгей қатынастардың фильтрлеуін қамтамасыз етеді және қатынастардың және күйлердіңөңдеуді;
Көлік деңгей өзі CAN-Хаттаманың өзегі ұсынып жатыр. Ол синхронизацияның артына жауап беріпжатыр, шинаға төрелік, рұқсат, қателерге фреймдерге, анықтауға және берілуге жіберулердің ажыратуы жәнеақаулықтардың минимизациялауды;
Дәл физикалық деңгей анықтап жатыр берілулері сигналдар, олардың электр деңгейлері және жылдамдығы жұғысады..
Неге CAN-ды таңдайды? Барлық-мұндай неліктен өнеркәсіптік автоматтандырулар құралдардың фирма-өндірушілердің барлық үлкен санмен CAN сүйеп жатыр (мысалы, Германияда, Үш әйгілі өнеркәсіптік желі отаны: Profibus, Interbus-S және CAN, -- соңғысы бірінші орынға шықты), Жаттығу барлық көлік құрауылармен және әскери техникада белсенді қолдану бастап жатыр? Негізгі алғышарттар үшін бұл келесі [37].
Өсімтал стандарт. CAN енді көп 10 жыл бойы хаттама барлық әлемге белсенді қолданып жатыр. Ол өзінің сапалылықты және сенімділікті көрсетті. Нарықта қазір әр түрлі САN-бұйымдардың мыңылар көрсеткен. CAN-желілерді тез және оңай жобалау мүмкіндік беретін аспапты құралдардың дамыған CAN жүйемен сүйеп жатыр [38].
Хаттаманың аппаратты қолдауы. Хаттама кремниде CAN жүзеге асырған, что Аса тиімді, өте жылдам тез жобалау мүмкіндік беріп жатыр, жоғары сенімділікті және сол уақытта арзан жүйелер. Microchip компаниясы өз автономды CAN-контроллер сату жиналып жатыр МСР2510 бағасы $3, ал ол интеграцияланған PIC-контроллер $6 тұрады.
Әр түрлі орта берілулері. CAN-желідегі -- бұралмалы буға берілулер негізгі ортасы. Бірақ CAN алады сонымен бірге бір өткізгіште тек қана жұмыс істеу керек (екінші өткізгіш -- корпус). Коаксиалды кабелге берілулерге орталарға сапада қолданушы жүйелері бар, оптоволоконды, ИК- және радиокандар, күшті электрлі беріліс сызықтар. CAN RS-485 физикалық ортаға жұмыс істей алады [39].
Қателердің өте жақсы өңдеуі. Қателерден берілуден және өңдеуден жоғары сенімділікпен алгоритмнен басқа, CAN протоколының механихмі бар, өшірілген түйін мен желілердің рұқсат етілмейді [40].
Нақты уақыттың жүйелердің жақсы қолданылуы. Глобалді сағаттың қолдануы, қатынастардың берілулері толықтай хабарлау (broadcast) әдісі, толық ілеспе жүйелерді құру мультимастерліь (multi Master) мүмкіндік береді.
Оқиғалармен басқарлатын жүйелердің жақсы қолданылуы. Себебі барлық CAN-түйіндер барлық қатынасты тыңдалады, желі бойынша өтетін, оқиғалармен басқарлатын қосымшалар жай ғана іске асырумен [41].
Басқаруларға таралған жүйелерге бағдарлаған. Хаттама басқару аймақтық-таралған жүйелер құрастыру үшін CAN өте жақсы жақындап жатыр. Басымдылық анықтау үшін төреліктің қолданатын әдісі қатынастар және толықтай хабарлау берілу жай ғана мүмкіндік беріп жатыр және сондай жүйелерді ұтымды жобалау [42].
CAN-хаттаманың қысқаша техникалық мінездемелері келтірген 5.1 кестеде.
Кесте 5.1 CAN қысқаша техникалық мінездемелер
Топология
Шина (моноканал) соңындағы терминаторлармен
Шинының ұзындығы
Типті - 40 метр беріліс жылдамдығы 1 МБитс, 10000 метровге дейін берілуде жылдамдықта кішірейтуде 5 Кбитс-ке дейін
Шина типі
Бұралмалы қос, күш беретін желі, радиоканал, оптоталшықтық, ИК- канал
Беріліс жылдамдығы
Стандартты -- максимум 1 Мбитс 40 метрге; мүмкін - 1,6 Мбитс 10 метр ұзындыққа
Берілулер тәртіп
Біртіндеп берілген асинхрондық берілу, multiMaster мүмкіндігі, топты беріліс, NPZ- кодтау битстаффингпен
Шинаға рұқсат
CSMACA (Carrier Sense Multiple AccessCollision Arbitration), фреймбасымдылық арқылы шиналар басып алуы, кірістірілген төрелік битовтідеңгейде, деструкциялы емес алгоритм
Шығудың түрі
ISOIS 11898 сәйкестікте
Ықтималтүйіндердіңсаны
Шексіз (теория жағынан алған), 127-ге дейін сегментте (практикалықжағынан), жай ғана қосып жатыр және бөлініп қалып жатыр (plug & play)
Мүмкіндік Real-Time
Биік басымдылықпен қатынас үшін максимал мүмкін тоқтаудан тәуелдіболып жатыр, нақты 120 мкс 1 Мбитс-ке.
Жоғары сенімділік
Қамтамасыз етіледі: қателер табылу, қателер өңдеуді, қателер оқшау бөлігін. Хемминг қашықтығы = 6.қате табылатын емес 1000 жыл.Электромагнитті бөгеттерге биік иммунитет.
Қателер табылу
Әрбір CAN-контроллер өз хабарлағышының және барлығынқабылдағыштарының барлауын орындайды, 15-битті CRC, фреймге орындауғабитстаффинга және тұтастыққа тексеруде барлық қатысып жатыр.
Қателерді өңдеу
Фреймге қабылдауға дұрыстықта растауда барлық тікелей қатысып жатыр және бұрыс фреймдің таңбалауға.
Қателер оқшау бөлігі
(бөгетпен) бекітған қателермен және уақытша қатемен арасында жағдайлартанып біліп жатыр. Бекітған қате өзі-Түйін автоматически бөліп тастап жатыр. Мүмкін автоматты түрде қосу.
7-ші деңгейдегі протокол:
CAL, CANopen, DeviceNet, SDS, CAN Kingdom, SeleCAN, SAE J1939.
2-1 деңгейдегі протокол:
ISO 11898, ISO 11519-2, SAE J2284, SAE J2411
Қолданулар облысы
Көлік, өнеркәсіптік автоматика, робототехника, дәрігерлік, авиация, теңіздегікөлік, әскери техника, ғарыштық станциялар және серіктер.
Аппаратты қолдау
Motorola, Philips, Siemens, NEC, Microchip, Mitsubishi, Intel, Fujitsu, Toshiba, ST Microelectronics, Thomson, Texas Instruments, Hitachi, National Semiconductor, Temic.
1.2.1 Сымды Ethernet протоколы
Жергілікті желілердің дамуы, жылдамдығы анағұрлым жоғары компьютерлердің пайда болуы, Ethernet стандартын дамытуға жалпы желінің өткізгіштік қабілетінің 100 Мбитс дейін жоғарлауына əкелді. 1995 жылы SynOptіcs, 3Com компанияларының басқаруымен Hewlett-Packard, AT&T компанияларының өнімдері негізінде жəне ІEEE 802.3z, 100VG-AnyLAN жəне Fast Ethernet Allіance коммерциялық емес ұйымдарының өнімдері негізінде ІEEE 802.3u, Fast Ethernet стандарттары қабылданды. Fast Ethernet технологиясы Ethernet технологиясы сияқты технологиялардың бірегей жұмыс істеуін қамтамасыз ететін CSMACD мүмкіндік əдісін қолданады. Fast Ethernet-тің Ethernet-тен айырмашылығы тек физикалық деңгейде байқалады. Ал арналық деңгейде өзгеріс жоқ. Физикалық деңгей үшін үш мүмкіншілік орналастырылған:
:: 100 Base - TX - экрандалмаған қос ширатпа (қос кабель) жəне экрандалған қос ширатпа;
:: 100 Base - T4 - экрандалмаған қос ширатпа (кабельдердің 4 жұбы болады);
:: 100 Base - FX - көпмодты талшықты-оптикалық (кабельде екі талшық болады) [43].
Желінің диаметрі мəлімет жылдамдығының өсуіне байланысты 200м. дейін қысқарған. TX жəне FX стандарттары екі қос ширатпа немесе екі оптикалық талшықтарды қолдануға байланысты жартыдуплексті режимде (мəлімет алмасу алма-кезек уақытпен екі бағытта жүргізіледі) сондай-ақ толықдуплексті режимде (мəлімет алмасу біруақытта екі бағытпен) жұмыс істей алады. 100VG-AnyLAN технологиясында бөлінген ортаға мүмкіндік алу үшін Demand Prіorіty дəрежесі (приоритет) талабына сай Token Rіng сондай-ақ Ethetnet технологияларының кадрлары қолданылады. Желі түпкілікті концентратордан жəне оған жалғанған тораптар мен басқа да концентраторлардан тұрады. Концентратор желіге қосылу мүмкіндігін бақылаушы рөлін атқарады. Торап концетратордан кадрдың жіберілуіне рұқсат сұрайды. Егер желі бос болса, концентратор кадрды қажетті торапқа жібереді. Егер бос болмаса, онда сұраныс кезекке қойылады. Концентратор біруақытта бір ғана кадрды сақтай алады. Желінің жай-күйін анықтау үшін түпкілікті концентратор циклдік түрде порттардан сұраныс қабылдайды. Егер порт басқа концентратормен байланысқан болса, онда сұраныс төменгі деңгей концентраторы порттарының сұранысын аяқтағанша кідіртіледі. (деңгей үшеу болуы мүмкін). Мүмкіндік алу шешімі барлық концентраторлардың өз порттарынан сұраныс алу негізінде қабылданады [44].
Желі дəрежеліктің екі деңгейін қолдайды: жоғары деңгей, мəлімет алмасудың кідіріс уақытына сезімтал, мəліметтер кадрына сəйкес болса, төменгі деңгей - жəй мəліметтер. Егер төменгі дəрежелі торап ұзақ уақыт желіге мүмкіндік ала алмаса жоғарғы дəрежелікке ие бола алады. Концентратор кадрды барлық торапқа емес, тек қажетті торапқа ғана жібереді. Желінің əрбір торап адресі концентратордың арнайы кестесінде жадыда сақталып, физикалық байланыс орнатылған концентратор портына сəйкес қойылады [45].
Ethernet - жергілікті желі құрастыру мақсатында өте кең тараған технология түрі.Ол ІЕЕЕ 802.3 стандартына негізделіп,мәліметтерді 10Мбитс жылдамдықпен тасымалдап отырады. Ethernet желісіндегі құрылғылар желі арнасында сигналдың бар екендігін бақылап отырады.Егер арнаны ешбір құрылғы пайдаланбайтын болса,онда Ethernet құрылғысы мәліметтерді жөнелте бастайды.Бұл сегментегі әрбір жұмыс станциясы жергілікті желідегі мәліметтерді талдап,олардың өзіне бағытталғанын айқындап теріп алады.Бұл схема тұтынушылар саны аз болып сегменттегі тасымалданатын мәлімет мөлшері де төмен болғанда,тиімді болып саналады. Тұтынушылар саны ұлғайған кезде бұл желініңжұмысы тиімсіз бола бастайды.Мұндай жағдайды тұтынушыларды шағын топтарға бөліп,сегменттер санын арттыру ең тиімді (оптимальды) тәсіл болып табылады.Соңғы кездерде әрбір үстелдегі компьютерлік жүйеге 10 Мбитс жылдамдықты арнайы бөлінген арна беру ісі қалыптасып келеді.Мұндай тенденция онша қымбат емес Ethernet комутаторларының бар болуына байланысты қалыптасқан. Ethernet желісінде тасымалданатын пакеттер әртүрлі көлемде бола береді [45].
Fast Ethernet желісінде ағымдағы арнаны бақылай отырып,көпарналы қатынасты жүзеге асыратын және қайшылықтарды (CSMACD Carrier Sense Multiple Acces with Collision Detection) айқындай алатын Ethernet технологиясы қолданылады.Бұл екі технологияларда ІЕЕЕ 802.3 стандартына тнегізделген осыған орай осы екі типтегі желілерді жасау кезінде (көбінесе) бірдей кабель типтерін,ұқсас желі құрылғыларын және біріңғай қолданбалы программаларды пайдалануға болады. Fast Ethernet желісінде мәліметтер 100Мбитс жылдамдықпен тасымалданады,яғни Ethernet желісіне қарағанда он есе жылдам жүргізіледі. Қолданбалы программалар күрделенгенде және желідегі тұтынушылар саны артқан кезде мұндай жоғарғы өткеру мүмкіндігі қысылшаң кездерді болдырмайтын тәсілдің бірі болып табылады. ІЕЕЕ 802.3 стандартына негіз деліп,мәліметтерді 10Мбитс жылдамдықпен тасымалдап отырады. Ethernet желісіндегі құрылғылар желі арнасында сигналдың бар екендігін бақылап отырады.Егер арнаны ешбір құрылғы пайдаланбайтын болса,онда Ethernet құрылғысы мәліметтерді жөнелте бастайды. Бұл сегментегі әрбір жұмыс станциясы жергілікті желідегі мәліметтерді талдап,олардың өзіне бағытталғанын айқындап теріп алады. Бұл схема тұтынушылар саны аз болыпсегменттегі тасымалданатын мәлімет мөлшері де төмен болғанда,тиімді болыпсаналады.Тұтынушылар саны ұлғайған кезде бұл желініңжұмысы тиімсіз бола бастайды.Мұндай жағдайды тұтынушыларды шағын топтарға бөліп,сегменттер санын арттыру ең тиімді (оптимальды) тәсіл болып табылады.Соңғы кездерде әрбір үстелдегі компьютерлік жүйеге 10 Мбитс жылдамдықты арнайы бөлінген арна беру ісі қалыптасып келеді.Мұндай тенденция онша қымбат емес Ethernetкомутаторларының бар болуына байланысты қалыптасқан. Ethernet желісінде тасымалданатын пакеттерәртүрлі көлемде бола береді. Fast Ethernet желісіндеағымдағы арнаны бақылай отырып,көпарналы қатынасты жүзеге асыратын және қайшылықтарды (CSMACD Carrier Sense Multiple Acces with Collision Detection) айқындай алатын Ethernet технологиясы қолданылады [45].
Бұл екі технологияларда ІЕЕЕ 802.3 стандартына тнегізделген осыған орай осы екі типтегі желілерді жасау кезінде (көбінесе) бірдей кабель типтерін,ұқсас желі құрылғыларын және біріңғай қолданбалы программаларды пайдалануға болады. Fast Ethernet желісінде мәліметтер 100Мбитс жылдамдықпен тасымалданады,яғни Ethernet желісіне қарағанда он есе жылдам жүргізіледі.Қолданбалы программалар күрделенгенде және желідегі тұтынушылар саны артқан кезде мұндай жоғарғы өткеру мүмкіндігі қысылшаң кездерді болдырмайтын тәсілдің бірі болып табылады. Жүзеге асыратын және қайшылықтарды (CSMACD Carrier Sense Multiple Acces with Collision Detection) айқындай алатын Ethernet технологиясы қолданылады.Бұл екі технологияларда ІЕЕЕ 802.3 стандартына тнегізделген осыған орай осы екі типтегіжелілерді жасау кезінде (көбінесе) бірдей кабель типтерін,ұқсас желіқұрылғыларын және біріңғай қолданбалы программаларды пайдалануға болады. FastEthernet желісінде мәліметтер 100Мбитс жылдамдықпен тасымалданады, яғни Ethernet желісіне қарағанда он есе жылдам жүргізіледі.Қолданбалы программаларкүрделенгенде және желідегі тұтынушылар саны артқан кезде мұндай жоғарғы өткеру мүмкіндігі қысылшаң кездерді болдырмайтын тәсілдің бірі болып табылады.Соңғы кездерде 10Мбитс Ethernet және 100Мбитс Fast Ethernet шешімдерін қатарластыра үйлестіреді қамтамасыз ететін жа ңа шешімтабылады.Қос жылдамдықты 10100 Мбитс EthernetFas t Ethernet10100 Мбитс EthernetFast Ethernet технологиясы - желілік тақша, концентратор, коммутатор сия қты құрылғыларға жоғарыдағыжылдамдықтардың (қай құрылғыларға байланысқанына байланысты) кез-келгенімен жұмыс істеуге м үмкіндік береді.10100 МбитсEthernetFast Ethernet желілік тақшасы бар дербес компьютерді 10 Мбитс жылдамдықты концентратор портымен байланыстырғанда ол 10Мбитс жылдамдықпен жұмыс істейді [46].
Егер де оны 10100 Мбитс жылдамдықты концентратор (3 Com SuperStack II Dual Speed Hub 500 сияқты) портыменбайланыстырсақ,ол автоматты түрде 100 Мбитс жылдамдықпен жұмыс істей бастайды.Бұл тәсіл біртіндеп жоғары жұмыс өнімділігіне көшу ісін жүзеге асыра алады.Оған қоса,мұндай тәсіл серверлер менклиенттердің желілік жабдықтарын қарапайым күйде сақтап,желілік құрылғыларын мен тасымалдау арналарының өткеру алабын өте кең пайдаланатын жаңа программаларды пайдалануға мүмкіндік береді.Gigabit Ethernet желілері Ethernet және Fast Ethernet желілерінің ифрақұрылымымен үйлеседі,оның үстіне олар Fast Ethernet желілеріне қарағанда 10 есе артық,яғни 1000Мбитс жылдамдықпен жұмыс істей алады. Gigabit Ethernet желілері негізгі желілердің қысылшаң орындарын болдырмайтын мықты шешім болып саналады. Қысылшаң орындар тасымалдау арналарының өткеру алабына сезімтал қолданбалы программаларға байланысты және интражелілер мен мультимедиалық программалардың трафиктері ағынының шамадан тыс ұлғаюына қарай туындайды. Gigabit Ethernet желісі Ethernet және Fast Ethernet жұмыс топтарын біртіндеп жаңа технологияға көшіру тәсілі болып табылады. Мұндай тәсіл - олардың жұмыстарына өте аз әсер етіп,жоғары жұмыс өнімділігіне тез қол жеткізу мүмкіндігі. Желілерінің ифрақұрылымымен үйлеседі,оның үстіне олар Fast Ethernet желілеріне қарағанда 10 есеартық,яғни 1000Мбитс жылдамдықпен жұмыс істей алады. Gigabit Ethernet желілері негізгі желілердің қысылшаң орындарын болдырмайтын мықты шешім болыпсаналады. Қысылшаң орындар тасымалдау арналарының өткеру алабына сезімтал қолданбалы программаларға байланысты және интражелілер мен мультимедиалық программалардың трафиктеріағынының шамадан тыс ұлғаюына қарай туындайды. Gigabit Ethernet желісі Ethernet және Fast Ethernet жұмыс топтарын біртіндеп жаңа технологияға көшіру тәсілі болып табылады. Мұндай тәсіл - олардың жұмыстарына өте аз әсер етіп,жоғары жұмыс өнімділігіне тез қол жеткізу мүмкіндігі [47].
1.2.2 Сымсыз Wi-fi желісі
Желiнiң Wi-Fiсi схема әдетте кемiнде бiр қол жеткiзу нүктесi және кемiнде бiр клиентте болады. Сонымен бiрге қол жеткiзу нүкте (Ad-hoc ) нүкте екi клиенттердiң тәртiбiндегi қосу қолданылмағанында емес, клиенттер желiлiк бейiмдеуiштер арқылы тiкелей жалғастырғанында болуы мүмкiн. Қол жеткiзу нүктесi әрбiр 100 мстiң 0, 1 Мбитстiң жылдамдығындағы арнайы сигналдық пакеттерi көмегiмен (SSID ) желiнiң өз идентификаторын алып бередi. 0, 1 Мбитс сондықтан - Wi-Fi үшiн ең кiшi деректердi беру жылдамдығы. Клиент SSID желi болуы мүмкiн бiле анықтай алады, рұқсаттың осы нүктесiне қосу. Қабылдағыштың ұқсас SSID терi бар рұқсатының екi нүктесi әрекет ету аймақтарында дәл тигiзуде сигналдың деңгейi туралы олардың арасындағы мәлiметтер негiзiнде таңдай алады. Wi-Fi стандарт Қосу үшiн толық бостандықты клиентке белгiлердiң таңдауында бередi. Жұмыс принцибі толығырақ стандарттың ресми мәтiнiнде сипатталған [48].
1.5 сурет. Wi-Fi желісінің жұмыс істеу принципі
Стандарт алайда, құрастырудың барлық тұрғылары сымсыз суреттемейдi Wi-Fi жергiлiктi жүйесі. Жабдықтың әрбiр өндiрушiсi сондықтан бұл есептi өздiгiнше сол ол көзқара сең жақсы не бiр санайтын жолдар қолдана шешедi. Сондықтан құрастырудың әдiстерiнiң классификациясының қажеттiлiгi сымсыз пайда болады жергiлiктi жүйейдi. Бiрыңғай жүйеге қолжеткiзу нүктелерiнiң бiрiктiрулерi әдiс бойынша ерекшелеуге болады: Автономдысы (сонымен бiрге ақылды децентрализациялаңған дербес деп аталады) қол жеткiзу нүктелерi Қол жеткiзу нүктесi (сонымен бiрге жеңiлтек, орталықтандырылғанылған деп аталады) контроллердiң басқару жұмыс iстейтiн , бiрақ (басқарылатын контроллерсiз) автономды емес Ұйымдар және радиоканалдардың басқаруын әдiс бойынша сымсыз ерекшелеуге ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz